KR20070082699A

KR20070082699A - 대면적 유기발광소자 제작용 증발원 정렬방법

Info

Publication number: KR20070082699A
Application number: KR1020060015651A
Authority: KR
Inventors: 황창훈
Original assignee: 황창훈
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-08-22
Also published as: KR101200641B1

Abstract

본 발명은, 대면적의 유기소자를 제작함에 있어서, 대면적의 유기박막 형성을 용이하게 하고, 유기박막의 균일도를 향상시키고, 유기물질의 사용율을 향상시키는 것을 목적으로, 다수개의 선형의 도가니와 원통형 분출부로 형성된 증발원을 적당한 간격으로 정렬하여, 금속판에 유기물질을 코팅증착하고, 금속판을 가열하여, 코팅된 유기물의 재 증발을 유도하여, 대면적의 유리기판에 균일한 유기박막을 형성하는 대면적 유기소자 제작용 증발원 정렬방법의 발명인 것이다.

본 발명에 따르면, 20인치, 40인치, 50인치 등의 대형의 유기소자 TV를 제작하기가 용이하며, 고가의 유기물 사용율 향상과, 유기박막의 균일도를 향상시키는 효과가 있다

대면적, 유기소자, 증발원

Description

대면적 유기발광소자 제작용 증발원 정렬방법{Array Method of linear type crucible with multi nozzles for large-size OLED deposition}

도1은 상향 증착하는 한 개의 선형도가니 증발원과 금속판을 나타내는 그림 a)와 하나의 분출구를 갖는 선형도가니 증발원을 나타내는 그림 b)와 하향 증착하는 금속판과 유리기판을 나타내는 그림 c)를 보여주는 개념도.

도2는 상향 증착하는 두 개의 선형도가니 증발원들과 금속판을 나타내는 그림 a)와 두 개의 분출구들을 갖는 선형도가니 증발원을 나타내는 그림 b)와 하향 증착하는 금속판과 유리기판을 나타내는 그림 c)를 보여주는 개념도.

도3은 상향 증착하는 세 개의 선형도가니 증발원들과 금속판을 나타내는 그림 a)와 세 개의 분출구들을 갖는 선형도가니 증발원을 나타내는 그림 b)와 하향 증착하는 금속판과 유리기판을 나타내는 그림 c)를 보여주는 개념도.

도4는 상향 증착하는 다섯 개의 선형도가니 증발원들과 금속판을 나타내는 그림 a)와 다섯 개의 분출구들을 갖는 선형도가니 증발원을 나타내는 그림 b)와 하향 증착하는 금속판과 유리기판을 나타내는 그림 c)를 보여주는 개념도.

도5는 상향 증착하는 (n+1) 개의 선형도가니 증발원들과 금속판을 나타내는 그림 a)와 (n+1) 개의 분출구들을 갖는 선형도가니 증발원을 나타내는 그림 b)와 하향 증착하는 금속판과 유리기판을 나타내는 그림 c)를 보여주는 개념도.

도6은 선형도가니 상부에 노즐을 설치하고, 금속기판의 측부에 기체측정 센서를 설치하여, 노즐에서 분출되는 기체를 측정하는 장치의 개념도.

도7은 진공챔버 내에 금속기판과 증발원 사이에 자바라식 셔터가 설치된 장치를 나타내는 개념도.

<도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명>

11: 금속판 12: 증발원

13:선형도가니 14: 원통형 증발기체 분출구

15:유리기판

21:분출구를 2개 가지는 선형도가니 증발원

22: D(mm)xD(mm) 크기의 기판

31:분출구를 3개 가지는 선형도가니 증발원

32:2D(mm)x2D(mm) 크기의 기판

41:분출구를 5개 가지는 선형도가니 증발원

42:4D(mm)x4D(mm) 크기의 기판

51:분출구를 (n+1)개 가지는 선형도가니 증발원

52:nD(mm)xnD(mm) 크기의 기판.

60:기체 측정용 노즐 61:기체 측정 센서

70:진공챔버 71:자바라식 셔터

유기발광소자(OLED ; Organic Light Emitted Diode)는 투명전극이 도포된 유리기판 상에 여러 층의 유기박막을 형성한 후, 금속전극을 형성하여, 전기를 통하면, 유기박막에서 발광현상을 가지는 차세대 디스플레이 소자로서, LCD 이후를 대체할 전망을 가지고 있다. 특히 유기박막은 고진공 챔버 내에서, 유기물이 담긴 도가니를 가열하여, 증발되는 유기물 기체가 유리기판에 박막의 형태로서 형성하게 된다. 이때, 기판의 크기가 더욱 커질 경우, 대면적의 균일한 유기박막을 얻기가 매우 어려우며, 균일도를 약 5% 얻기 위하여, 기판을 회전하면서, 점증발원을 사용하여 유기박막을 코팅할 경우, 유기물의 사용율(약 5%)이 매우 저하되어 고가의 유기물을 낭비하므로, 유기소자의 원가가 상승하기도 한다.

최근에 개발된 기술로서, 도1(a)에 도시한 바와 같이, 금속기판(11)의 하부에, 도1(b)에 나타낸 것과 같은, 선형도가니와 도가니(13)의 상부의 중앙에 원통형의 분출구(14)가 있는 유기물 증발원이 설치되어, 분출구를 통하여 유기물 기체가 분출되고, 금속기판에 유기물을 상향식으로 1차 증착 코팅하고, 코팅된 금속기판을 이송하여 유기소자용 유리기판상(15)에 유기물을 코팅하기 위하여 금속기판을 가열하여 하향식으로 2차 증착을 하게 된다. 이때, 금속기판과 유리기판 상에 증착된 유기물의 프로파일은 가운데가 두껍고, 가장자리는 얇은 형태의 코팅 막이므로, 유기박막의 균일도가 좋지 않게 되어 양질의 유기소자를 제작할 수가 없게 된다.

본 발명은, 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 특히, 대면적의 유기소자의 넓은 유기박막을 형성하기 위하여, 증발원의 적당한 배열 방법을 소개하여, 유기물의 사용율을 향상시키고, 대면적의 기판에 대응이 가능한 대면적 유기발광소자 제작용 증발원의 정렬 방법인 것이다.

유기박막의 균일도를 향상하기 위하여, 도2(a)에서와 같이, 2개의 증발원(21)을 일정길이(D mm)로 떨어뜨려, 금속기판에 증착한 후, 금속기판을 이송하여 유리기판(22)에 하향 증착한다. 이때, 유리기판은 D(mm)xD(mm) 크기이고, 증발원사이의 간격은 D(mm)만큼 간격을 유지한다. 또한, 선형도가니 상부에 2개의 원통형 분출부를 D(mm)만큼 간격을 유지한다. 즉, 한 분출부에서 분출되어 증착된 박막의 프로파일(profile)은 일종의 가우시안(Gaussian) 프로파일로서, 가운데는 두텁고, 가장자리는 얇지만, 두개의 가우시안 프로파일을 일정거리에서 중첩시키면, 중첩된 부분의 박막두께가 편편해지므로, 박막의 균일도를 향상시킬 수가 있는 것이다.

상기의 원리를 더욱 발전시키기 위한 방법으로서, 도3에 나타낸 것과 같이, 유리기판(32)의 길이가, L=2D 일 경우, 3개의 증발원(31)사이의 간격을 D 만큼 떨어뜨리고, 3개의 분출부의 간격도 D만큼 떨어뜨리면, 3개의 중첩된 박막의 부분이 평평하게 되어 박막의 균일도를 더욱 향상시키게 된다. 또한, 도4에 도시한 것과 같이, 유리기판(42)의 한쪽길이가, L=4D 일 경우, 일정간격(D)으로 설치된 5개의 분출부를 가진 5개의 증발원(41)을 D간격으로 설치하여 증착을 하게 되면, 더욱 균일도를 향상할 뿐만 아니라, 대면적(예, 20인치, 40인치)의 유기소자 제작을 가능하게 하는 것이다.

상기의 원리를 더욱 일반화 하고, 더욱 대면적(예, 50인치이상)의 유기소자를 제작하기 위한 목적으로, 도5에 도시한 것과 같이, 유리기판의 한쪽길이가, L=nDxnD (n=정수) 이고, (n+1)개의 분출부가 D의 간격으로 설치되고, (n+1)개의 증발원(51)을 D의 간격으로 설치하여 증착하면, 대면적(52)의 유기박막의 제작이 가능하게 된다. 이때, 여러 개의 증발원을 사용하므로, 증착속도를 매우 빠르게 할 수 있는 장점이 있어, 유기소자의 양산속도를 향상시키는 효과를 가지게 되기도 하며, 분출부에서 분출되는 유기물 기체의 대부분을 금속기판과 유리기판에 증착하게 되므로, 고가의 유기물질 사용율을 향상시키는 효과도 있게 되는 것이다.

도6에서와 같이, 금속기판(11)과 선형도가니 증발원(51)사이의 거리가 50-100mm 정도로 짧게 설치하여야 하므로, 증발되는 기체의 측정을 정밀하게 측정하기 위하여 도가니(51)의 상부에 노즐(60)을 추가로 설치하여, 이 원통형 노즐에서 적은 양의 기체가 분출되도록 유도하고, 노즐의 상부와 금속기판의 측부에 기체 측정용 센서(61)를 부착하여, 항상 일정한 유기물 기체가 도가니로부터 형성되어 분출되는지 측정한다. 또한 이 기체 측정센서의 결과로부터 금속기판에 증착되는 유기물의 두께를 모니터링 할 수도 있는 것이다.

도7에서와 같이, 상기의 금속기판과 증발원은 고진공의 압력을 유지하는 진공챔버(70)내에서 설치하여 사용하는데, 금속기판에 코팅되는 유기물의 양을 조절하기 위한 목적으로, 사이에 셔터를 설치하여, 적당한 시간동안 셔터를 개폐하여 증착을 하게 된다. 이러한 셔터를 설치하려면, 진공챔버내에 셔터를 저장하는 공간을 따로 만들려면, 진공챔버를 더욱 크게 하거나 측부에 셔터 저장공간을 설치하여야 하므로, 챔버가 더욱 커지게 된다. 이를 방지하기 위한 수단으로서, 셔터를 자바라식(71)으로 하여 펴지고, 접어질 때에도 진공챔버의 공간에 제약이 없도록 할 수 있다.

본 발명은, 상기의 선형도가니와 원통형 분출부로 형성된 유기물 증발원의 정렬방법을 사용하여, 유기소자의 유기박막을 형성하면, 유기물의 물질 사용율을 향상시키며, 대면적의 유리기판에 넓은 면적의 유기박막을 코팅할 수가 있으므로, 대면적의 유기소자의 제작이 용이해지는 효과가 있는 것이다

Claims

금속기판 하부에 한 개의 선형도가니와 다수개의 원통형의 기체 분출구를 가지는 증발원을 다수 개 설치하여, 금속기판상에 유기물을 1차 증착하는 것을 특징으로 하는 대면적 유기소자 제작용 증발원 정렬 방법
청구항1에 있어서, D(mm)xD(mm) 크기의 기판에 유기물을 2차 증착 코팅 할 경우, 증발원의 간격을 D(mm) 떨어뜨리고, 기체 분출구의 간격을 D(mm) 떨어뜨리는 것을 특징으로 하는 대면적 유기소자 제작용 증발원 정렬 방법
청구항1에 있어서, L(mm)=2D(mm) 이고, L(mm)xL(mm) 크기의 기판에 유기물을 2차 증착 코팅할 경우, 증발원의 간격을 D(mm) 떨어뜨리고, 3개의 기체분출구 사이의 간격을 D(mm) 떨어뜨리는 것을 특징으로 하는 대면적 유기소자 제작용 증발원 정렬 방법
청구항1에 있어서, L(mm)=4D(mm) 이고, L(mm)xL(mm) 크기의 기판에 유기물을 2차 증착 코팅할 경우, 증발원의 간격을 D(mm) 떨어뜨리고, 5개의 기체분출구 사이의 간격을 D(mm) 떨어뜨리는 것을 특징으로 하는 대면적 유기소자 제작용 증발원 정렬 방법
청구항1에 있어서, L(mm)=nxD(mm), n은 정수이고, L(mm)xL(mm) 크기의 기판에 유기물을 2차 증착 코팅할 경우, 증발원의 간격을 D(mm) 떨어뜨리고, (n+1)개의 기체분출구 사이의 간격을 D(mm) 떨어뜨리는 것을 특징으로 하는 대면적 유기소자 제작용 증발원 정렬 방법
선형도가니 증발원 상부에 기체 측정용 노즐을 추가로 설치하고, 그 노즐 상부와 금속기판의 측부 위치에 기체 측정용 센서를 설치하는 것을 특징으로 하는 대면적 유기소자 제작용 증발원 정렬방법
진공챔버 내 금속기판과 선형도가니 증발원 사이에 자바라식 셔터를 설치하는 것을 특징으로 하는 대면적 유기소자 제작용 증발원 정렬방법