KR20060093612A - 증발원 및 그를 포함하는 증착장치 - Google Patents

Abstract

증발원 및 그를 포함하는 증착장치에 대한 것이다. 증착 물질이 위치하고 일부분이 개구된 증착 물질 저장부; 상기 증착 물질 저장부의 개구된 부분과 연결되고 상기 증착 물질을 분사하기 위한 개구부를 가지는 노즐부; 상기 노즐부의 적어도 일부의 모서리를 감싸는 반사판; 상기 증착 물질 저장부를 감싸는 하우징; 및 상기 하우징과 상기 증착 물질 저장부 사이에 개재된 가열부를 포함하는 증발원 및 그를 포함하는 증착장치를 제공한다.

반사판, 증발원, 유기물, 대면적

Description

증발원 및 그를 포함하는 증착장치{Depositing source and apparatus including the same}

도 1은 본 발명에 따른 증발원을 나타낸 사시도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발원을 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 증발원을 나타낸 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 증발원을 구비하는 증착장치를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명 *

10 : 증착 물질, 20 : 증착 물질 저장부,

30 : 노즐부, 40 : 가열부,

50 : 반사판, 60 : 하우징,

100 : 증발원, 250 : 마스크,

200 : 기판, 300 : 챔버

본 발명은 증발원 및 그를 포함하는 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대면적 기판 상에 유기물 또는 전도성 물질의 증착을 위한 증발원 및 그를 포 함하는 증착장치에 대한 것이다.

유기전계발광표시장치를 비롯한 유기 반도체 장치들은 유기막을 형성하는 공정이 필요하다. 상기 유기막을 형성하고자 하는 물질이 저분자 또는 고분자에 따라 막의 형성 방법은 달라지게 된다.

상기 고분자 물질의 경우 상기 유기 물질을 용제에 용해하고, 상기 용해된 유기 물질을 이용하여 유기막을 형성한다. 상기 유기막은 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이드, 및 잉크젯 프린팅 등의 방법을 이용하여 형성하게 된다.

상기 저분자 물질의 경우, 200 내지 400℃의 비교적 낮은 온도에서 증발이 가능하므로, 열을 가하여 증발시켜 유기막을 형성한다. 즉, 상기 저분자로 이루어지는 유기막은 패턴이 형성된 마스크를 기판 앞에 정렬한 다음 열에 의해 증발된 유기물 분자를 상기 기판을 향해 조사함으로써 형성하게 되는 것이다.

상기와 같은 저분자 유기 물질의 증발 및 분사는 유기물 증발원에 의해 이루어진다. 상기 유기물 증발원은 유기 물질을 소정 온도로 가열 가능한 도가니(crucible) 형태를 가진다. 상기 유기물 증발원은 유기 물질의 가열이 가능한 가열부와 상기 가열된 유기물을 분사시키는 노즐부를 구비한다. 따라서, 상기 가열부로 인해 증발된 유기물이 상기 노즐부를 통하여 기판으로 분사되어 소정의 패턴이 형성되는 것이다.

이러한 방법은 코팅법이나 프린팅법보다 균질하고 얇은 박막을 형성할 수 있는 장점이 있어서, 유기전계발광표시장치의 유기막층이나 전극층을 형성하기에 적합하다. 또한, 선형의 증발원을 이용할 경우, 대면적 기판에 균일한 두께의 유기막 또는 전극층을 형성할 수 있으므로, 상기의 증발원에 의한 증착 방법은 대면적의 유기전계발광표시장치의 제조에 적합한 방법이라 볼 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 유기물 증발원 및 상기 증발원을 구비하는 증착장치는 가열부의 열이 외부로 방출되어 열효율이 낮아지기 쉽다. 또한, 상기 선형 증발원을 이용하는 경우 , 재료가 분사되는 노즐부의 온도가 상기 증발원의 내부보다 낮음으로 인해 노즐부 전면에 재료가 응축되어 노즐이 막히는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 반사판을 사용함으로써 노즐의 열을 효과적으로 높여주어 노즐에서의 증착 물질의 응축을 방지하는 증발원을 제공하는 것에 목적이 있다.

또한 본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는, 반사판에 의해 증착 재료가 차단 또는 간섭되는 것을 방지하는 증발원을 제공하는 것에 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 증착 물질이 위치하고 일부분이 개구된 증착 물질 저장부; 상기 증착 물질 저장부의 개구된 부분과 연결되고 상기 증착 물질을 분사하기 위한 개구부를 가지는 노즐부; 상기 노즐부의 적어도 일부의 모서리를 감싸는 반사판; 상기 증착 물질 저장부를 감싸는 하우징; 및 상기 하우징과 상기 증착 물질 저장부 사이에 개재된 가열부를 포함하는 증발원을 제공한다.

상기 반사판은 내열합금으로 이루어진 것일 수 있다.

상기 반사판은 인코넬(inconel)로 이루어진 것일 수 있다.

상기 노즐부는 모서리 부분보다 중앙부가 돌출이 된 구조를 가지는 것일 수 있다.

상기 반사판은 상기 노즐부의 비 개구부에 위치하고, 상기 노즐부보다 돌출된 구조를 가지는 것일 수 있다.

상기 노즐부의 개구부 주변에 위치하는 상기 반사판의 에지 부분은 테이퍼각을 가질 수 있다.

또한, 상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 증착 물질이 위치하고 일부분이 개구된 증착 물질 저장부; 상기 개구된 부분과 연결되고 상기 증착 물질을 분사하기 위한 개구부를 가지는 노즐부; 상기 노즐부의 적어도 일부의 모서리를 감싸는 반사판; 상기 증착 물질 저장부를 감싸는 하우징; 및 상기 하우징과 상기 증착 물질 저장부 사이에 개재된 가열부를 포함하는 증발원 및 기판을 지지하는 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치를 제공한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 증발원을 나타낸 사시도이다.

도면을 참조하면, 증착 물질이 위치하고 일부분이 개구된 증착 물질 저장부가 증발원(100)의 내부에 구성된다. 그리고, 상기 증착 물질을 분사하기 위한 개구부(A)를 가지는 노즐부(30)가 위치한다. 상기 노즐부(30)의 개구부(A)는 증착 물질 저장부의 개구된 부분과 연결된다. 상기 노즐부(30) 상에는 상기 노즐부(30)의 적어도 일부의 모서리를 감싸는 반사판(50)이 구비된다.

상기 반사판(50)은 상기 노즐부(30)로부터 방출되는 열의 일부를 다시 상기 노즐부(30)로 반사시킨다. 따라서, 상기 반사판(50)으로 인해 상기 노즐부(30)의 열손실을 줄일 수 있다. 그러므로, 상기 반사판(50)의 표면은 복사율(emissivity)이 낮은 것이 바람직하다.

또한, 상기 증발원(100)은 상기 증착 물질 저장부를 감싸는 하우징(60)을 포함한다. 상기 하우징(60)은 상기 반사판(50)의 일부를 감쌀 수 있다. 나아가서, 상기 하우징(60)과 상기 증착 물질 저장부 사이에는 가열부가 개재될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발원을 나타낸 단면도로써, 도 1의 절단선 Ⅰ-Ⅰ'에 대한 단면도를 나타낸 것이다.

도 2a를 참조하면, 개구부를 가지는 증착 물질 저장부(20) 내에 증착 물질(10)이 위치한다. 상기 증착 물질(10)은 유기물일 수 있다. 나아가서, 상기 증착 물질(10)은 도전성 물질일 수 있다.

상기 증착물질 저장부(20)의 개구부는 노즐부(30)의 개구부(A)와 연결된다. 상기 증착 물질 저장부(20)의 일측면 이상에는 가열부(40)가 위치한다. 상기 가열 부(40)는 열원 및 열원 지지체를 구비하는 것일 수 있다. 따라서, 상기 가열부(40)에서 상기 증착 물질 저장부(20)로 열을 가하면, 상기 열로 인해 상기 증착 물질(10)이 증발되고, 상기 증발된 증착 물질(10)은 상기 노즐부(30)의 개구부(A)를 통하여 증발원 밖으로 분사된다.

상기 노즐부(30) 상에는 상기 노즐부(30)의 적어도 일부의 모서리를 감싸는 반사판(50)이 위치한다.

상기 반사판(50)은 상기 노즐부(30)로부터 방출되는 열의 일부를 다시 상기 노즐부(30)로 반사시킨다. 따라서, 상기 반사된 열은 다시 상기 노즐부(30) 내부로 전달이 되고, 이로 인해 상기 노즐부(30)의 열손실을 줄일 수 있다. 따라서, 상기 반사판(50)의 표면은 복사율(emissivity)이 낮은 것이 바람직하다.

상기 반사판(50)은 내열합금으로 이루어진 것일 수 있다. 따라서, 상기 가열부(40)에서 발생한 열에 대해서도 안정한 열안정성을 가질 수 있다. 나아가서, 상기 반사판(50)은 니켈을 주성분으로 하는 내열합금으로 이루어진 것일 수 있다. 또한, 상기 반사판(50)은 인코넬(inconel)로 이루어진 것일 수 있다.

상기 인코넬은 내열성이 좋고, 900℃ 이상의 산화기류 속에서도 산화되지 않으며, 황을 함유하는 대기에서도 침지되지 않는 특성을 가진다. 또한 신장강도, 인장강도, 항복점 등 성질도 열에 대해 안정된 특성을 지니므로 기계적인 성질에 우수하여 유기물이나 염류 용액에 대해서도 부식하지 않는다. 따라서, 상기 증착 물질(10)에 대해서도 안정된 특성을 가질 수 있다.

상기 노즐부(30)의 개구부(A) 주변에 위치하는 상기 반사판(50)의 모서리 부 분(B)은 테이퍼각을 가질 수 있다. 또한, 상기 노즐부(30)의 개구부 주변에 위치하는 상기 반사판(50) 표면의 에지 간격(a1)은 상기 노즐부(30)의 노즐의 폭(a2)보다 넓을 수 있다. 따라서, 증발된 상기 증착 물질(10)이 상기 반사판(50)의 모서리 부분(B)에서 응축되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 반사판(50)의 형태로 인해 상기 반사판(50)의 에지에서 상기 증착 물질(10)이 차단 또는 간섭되는 것을 방지될 수 있다.

상기 증발원(100)은 상기 증착 물질 저장부(20)를 감싸는 하우징(60)을 포함한다. 상기 하우징(60)은 상기 반사판(50)의 일부를 감쌀 수 있다. 또한, 상기 하우징(60)과 상기 가열부(40) 사이에 반사판(55)이 개재되는 것을 더욱 포함할 수 있다. 따라서, 상기 가열부(40)의 열 손실을 더욱 감소시킬 수 있고, 상기 증착 물질 저장부(20) 내로 열이 전달되어 열효율을 증가시킬 수 있다.

상기 가열부(40)의 열은 복사에 의해 상기 반사판(55)으로 전달되는 구조를 가질 수 있다. 상기 반사판(55)은 상기 가열부(40)의 복사열을 직접 받는 구조를 가질 수 있으며, 상기 반사판(55)과 상기 가열부(40) 사이에는 일정 공간(B)이 위치할 수 있다.

도 2b를 참조하면, 상기 도 2a와는 상기 반사판(55)과 상기 가열부(40) 사이에 열전도체(42)가 개재되는 것을 포함할 수 있다. 상기 열전도체(42)는 상기 반사판(55)에 연결되어 상기 가열부(40)에서 복사된 열을 받아 상기 반사판(55)에 열을 전달하게 된다. 상기 반사판(55)으로 전달된 열은 상기 가열부(40)로 향하여 다시 전달됨으로써 열효율을 높일 수 있다.

또한, 상기 가열부(40)의 열은 전도에 의해 상기 반사판(55)으로 전달되는 구조를 가질 수 있다. 이때 상기 가열부(40)와 상기 반사판(55) 사이에 열전도체(42)를 개재하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 가열부(40)에서 발생한 열이 상기 열전도체(42)로 전도가 되고, 상기 열전도체(42)로 전도된 열은 상기 반사판(55)으로 전도된다. 상기 열은 상기 반사판(55)에 의해 다시 상기 가열부(40)로 향한 방향으로 반사됨으로써 열효율을 높일 수 있다. 또한, 상기 열전도체(42) 없이, 상기 가열부(40)와 상기 반사판(55)은 직접 연결될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 증발원을 나타낸 단면도로써, 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면에 대해 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예는 제 1 실시예와는 달리 노즐부(30)의 전면은 요철 형태를 가지게 된다. 즉, 노즐부(30)는 모서리 부분보다 중앙부가 돌출이 된 구조를 가진다. 그리고, 상기 노즐부(30)의 중앙부보다 낮은 모서리 부분에 상기 반사판(50)이 위치한다.

나아가서, 상기 노즐부(30)의 돌출된 중앙부는 상기 반사판(50) 표면의 높이보다 높을 수 있다. 따라서, 상기 노즐부(30)에서 방출된 열을 상기 증발원(100) 내부로 효과적으로 반사시킴과 동시에, 상기 반사판(50)의 모서리 부분에서 상기 증착 물질(10)이 응축되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한 나아가서, 상기 노즐부(30)의 돌출된 중앙부는 상기 반사판(50) 표면의 높이보다 낮을 수 있다. 따라서, 상기 반사판(50)이 상기 노즐부(30)를 덮는 면적을 증가시킴과 동시에, 상기 반사판(50)으로 인한 상기 증착 물질(10)의 분사 방향 으로 향한 진출 방해를 방지할 수 있다. 상기 증착 물질(10)의 효과적인 분사를 위하여, 상기 노즐부(30)의 돌출된 중앙부와 상기 반사판(50) 표면은 1 mm 이하의 높이 차를 가지는 것이 바람직하다.

상기 제 2 실시예의 증착원에서도 상기 제 1 실시예에서처럼 상기 하우징(60)과 상기 가열부(40) 사이에 반사판(55)이 개재되는 것을 더욱 포함할 수 있으며, 나아가서, 전도 또는 복사에 의해 상기 가열부(40)에서 상기 반사판(55)으로 열이 전달될 수 있다. 또한, 상기 가열부(40)와 상기 반사판(55) 사이에 열전도체(42)를 개재할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 증발원을 포함하는 증착장치를 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하면, 상기 증착장치는 챔버(300)를 구비하고, 상기 챔버(300) 내에는 기판(200)이 위치한다. 상기 기판(200) 상에는 증착하고자 하는 패턴을 가지는 마스크(250)가 위치한다.

그리고, 상기 챔버(300) 내에는 이송 장치(150)가 구성되고, 상기 이송 장치(150) 상에는 적어도 하나 이상의 증발원(100)이 위치한다. 상기 이송 장치(150)는 상기 증발원(100)을 이동시키기 위한 장치로서, 필요한 경우 상기 이송 장치(150)의 속도 조절을 위한 요소를 더욱 구비할 수 있다.

상기 증발원(100)은 상기 기판(200) 상으로 증착하고자 하는 물질을 분사시킨다. 상기 증발원(100)은 상기 본 발명의 제 1 실시예 또는 상기 제 2 실시예에 따른 증발원일 수 있다. 또한, 상기 챔버(300)는 증착 물질의 막특성 향상을 위해 진공 분위기인 것이 바람직하다. 상기 증착 물질은 유기물일 수 있다. 또한, 나아 가서, 상기 증착 물질은 도전성 물질일 수 있다. 상기 유기물 또는 도전성 물질은 유기 반도체 또는 유기전계발광표시장치를 구성하는 물질일 수 있다.

예를 들어 상기 증착 물질이 유기물인 경우, 상기 증발원(100)은 상기 기판(200) 상에 증착하고자 하는 유기물을 수용하고 가열하여 상기 유기물을 입자 상태로 증발시킨다. 상기 증발된 유기물 입자는 상기 증발원(100)으로부터 상기 기판(200) 상으로 분사되어, 상기 마스크(250)의 패턴에 따라 상기 기판(200) 상에 유기막을 형성하게 된다. 즉, 유기 반도체 또는 유기전계발광표시장치를 구성하는 유기막을 형성하게 된다. 따라서, 상기 증착 장치는 열손실을 감소시키고 증착 물질의 응축을 방지하는 증발원을 구비함으로써 상기 기판 상에 효과적으로 유기막을 증착할 수 있다.

본 발명에 따른 증발원 및 그를 포함하는 증착 장치는 증발원 내에 반사판을 구비함으로써 노즐부의 열이 외부로 손실되는 것을 방지하고, 그로 인해 열효율을 효과적으로 높여주는 장점이 있다.

또한, 상기 반사판에서 노즐 내부로 반사되는 열로 인해 노즐에서의 증착 물질이 응축하는 문제를 해결하는 효과가 있다.

나아가서, 노즐부의 개구부 주변의 영역에 위치하는 상기 반사판의 모서리는 일정한 형태를 가지거나 또는 상기 노즐의 중앙부가 일정한 형태를 가짐으로써 상기 반사판으로 인해 증착하고자 하는 물질이 차단 또는 간섭되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 상기 반사판으로 인해 열효율을 증가시키면서, 노즐 개구부에서의 증착 물질의 응축을 방지하고, 증착 물질 분사의 차단을 방지하는 증발원을 구비하는 증착장치를 구성할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (21)

1. 증착 물질이 위치하고 일부분이 개구된 증착 물질 저장부;

   상기 증착 물질 저장부의 개구된 부분과 연결되고 상기 증착 물질을 분사하기 위한 개구부를 가지는 노즐부;

   상기 노즐부의 적어도 일부의 모서리를 감싸는 반사판;

   상기 증착 물질 저장부를 감싸는 하우징; 및

   상기 하우징과 상기 증착 물질 저장부 사이에 개재된 가열부를 포함하는 증발원.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징과 상기 가열부 사이에 개재된 반사판을 더욱 포함하는 증발원.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사판은 내열합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 증발원.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 반사판은 니켈을 주성분으로 하는 내열합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 증발원.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 반사판은 인코넬(inconel)로 이루어진 것을 특징으로 하는 증발원.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 노즐부는 모서리 부분보다 중앙부가 돌출이 된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 증발원.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 노즐부의 모서리 부분에 상기 반사판이 위치하는 것을 특징으로 하는 증발원.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 노즐부의 돌출된 중앙부는 상기 반사판 표면의 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 증발원.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 노즐부의 돌출된 중앙부는 상기 반사판 표면의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 증발원.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 노즐부의 돌출된 중앙부와 상기 반사판 표면은 1 mm 이하의 높이 차를 가지는 것을 특징으로 하는 증발원.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 반사판은 상기 노즐부의 비 개구부에 위치하고, 상기 노즐부보다 돌출된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 증발원.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 노즐부의 개구부 주변에 위치하는 상기 반사판의 에지 부분은 테이퍼각을 가지는 것을 특징으로 하는 증발원.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 노즐부의 개구부 주변에 위치하는 상기 반사판 표면의 에지 간격은 상기 노즐부의 노즐의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 증발원.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 가열부의 열은 전도에 의해 상기 반사판으로 전달되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 증발원.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 가열부와 상기 반사판은 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 증발원.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 가열부와 상기 반사판 사이에 개재된 열전도체를 포함하는 증발원.
17. 제 1 항에 있어서,

    상기 가열부의 열은 복사에 의해 상기 반사판으로 전달되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 증발원.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 반사판과 상기 가열부 사이에 개재된 열전도체를 포함하는 증발원.
19. 제 17 항에 있어서,

    상기 반사판은 상기 가열부의 복사열을 직접 받는 구조를 가지는 증발원.
20. 제 1 항에 있어서,

    상기 가열부는 열원 및 열원 지지체를 구비하는 것을 특징으로 하는 증발원.
21. 증착 물질이 위치하고 일부분이 개구된 증착 물질 저장부;

    상기 개구된 부분과 연결되고 상기 증착 물질을 분사하기 위한 개구부를 가 지는 노즐부;

    상기 노즐부의 적어도 일부의 모서리를 감싸는 반사판;

    상기 증착 물질 저장부를 감싸는 하우징; 및

    상기 하우징과 상기 증착 물질 저장부 사이에 개재된 가열부를 포함하는 증발원 및 기판을 지지하는 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.

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