KR20070082721A

KR20070082721A - 벨트식 면소스를 이용하는 유기소자의 수직식 증착방법

Info

Publication number: KR20070082721A
Application number: KR1020060015701A
Authority: KR
Inventors: 황창훈
Original assignee: 황창훈
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-08-22

Abstract

본 발명에 따르면, 대형의 유기소자를 제작함에 있어서, 대면적의 기판을 수직으로 세워서 이송이 가능하고, 다수 개의 롤러장치를 가지는 수직형 밸트 증발원을 이용하여, 수직식 증착코팅이 가능하여, 진공챔버 내에서 발생하는 유기물의 응고에 따른 파티클의 발생으로 인하여 유기박막에 손상을 주지 않고도, 대형의 유기박막을 제작할 수 있는 효과와, 할로겐 램프를 사용하여 금속밸트를 급속히 가열하여 유기물의 증착공정 시간을 단시간에 할 수 있어 유기소자의 양산성을 높이는 효과가 있는 발명인 것이다.

벨트소스, 유기소자, 수직증착

Description

벨트식 면소스를 이용하는 유기소자의 수직식 증착방법{Vertical deposition technique using belt type plane source for OLED manufacturing}

도1은 두 개의 롤러를 사용하여 금속벨트를 이송하고, 1차와 2차 증착에 의해 기판에 유기물을 코팅하는 방법을 나타내는 개념도.

도2는 세 개의 롤러를 사용하여 금속벨트를 이송하고, 1차와 2차 증착에 의해 수직으로 세워진 기판에 유기물을 수직으로 코팅하는 방법을 나타내는 개념도.

도3은 수직으로 세워진 기판을 이송하는 롤러장치의 개념도.

도4는 네 개의 롤러를 사용하여 금속벨트를 이송하고, 1차와 2차 증착에 의해 수직으로 세워진 기판에 유기물을 코팅하는 방법을 나타내는 개념도.

도5는 여러 개의 할로겐 램프와 반사막을 설치한 모습을 나타내는 개념도.

<도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명>

10: 증발원 11: 분리벽

12: 기판 13: 금속벨트형 면 증발원

14: 롤러장치 15: 면히터

20: 기판 이송용 롤러장치 21: 기판 기댐 롤러장치

30:원통형 할로겐 램프 31: 반 원통형 반사판

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, 도1에 도시한 바와 같이, 벨트형 금속기판(13)의 하부에, 유기물 증발원(10)이 설치되어, 분출구를 통하여 유기물 기체가 분출되고, 금속기판에 유기물을 상향식으로 1차 증착 코팅하고, 코팅된 벨트형 금속기판을 2개의 롤러장치(14)를 회전하여 이송하여 유기소자용 유리기판(12) 상에 유기물을 코팅하기 위하여 벨트형 금속기판의 뒷면을 면히터(15)를 사용하여 가열하여 하향식으로 2차 증착을 하게 된다. 1차 증착부와 2차 증착부는 오염을 방지하기 위하여 분리벽(11)으로 구분되어 있으며, 면히터는 주로 Tantalium과 같은 금속와이어로 구성되어 있다. (참고특허: KR, 2005-114511)

상기와 같은 종래의 기술에는, 기판을 눕혀놓고 이송하여 하향증착으로 유기박막을 형성하는데, 진공챔버 내의 파티클 발생으로 인하여, 유기박막에 손상을 줄 수가 있으므로, 기판을 세워서 증착하는 기술의 개발이 요구되고 있다. 본 발명에서는, 다수 개의 롤러장치를 사용하여, 벨트형 면소스를 회전하고, 기판을 수직식으로 이송하여, 기판 상에 유기박막을 코팅하는 발명을 위한 것이다.

도2에 도시한 것과 같이, 세 개의 롤러장치(14) 주위에 금속 벨트(13)가 설치되고, 세 개의 롤러장치를 동시에 회전하면, 벨트가 이송되며, 벨트의 하부에는 다수 개의 유기물 증발원(10)이 설치되어, 증발원으로부터 증발하는 유기물 기체가 금속의 면 하부에 증착 코팅되고, 이후 벨트는 세워진 기판을 마주보도록 이송된다. 기판(12)에 수직으로 마주보는 벨트면의 뒤에는 금속와이어로 구성된 면히터(15)가 수직으로 설치되어 밸트의 뒷면을 가열하게 되고, 가열된 밸트 면의 열에너지를 받아 1차 코팅된 유기물이 벨트 면에 수직방향으로 증발하여, 기판(12)에 유기박막을 형성하게 된다.

금속밸트를 가열하는 면히터(sheet heater)는 주로 탄탈리움과 같은 금속 와이어를 지그재그로 설치하여, 전류를 공급하는 저항 가열식을 사용하는데, 이때 가열시간이 오래 걸리기도 하므로, 증착공정이 오래 걸리기도 한다. 이의 방지를 위하여, 기존에 사용하는 저항 가열식 대신에, 다수 개의 할로겐 램프(30)를 사용하면, 수 초 내에 적외선 에너지를 받아 금속벨트를 수백 도까지 가열이 용이하게 된다.(도5 참고) 또한, 할로겐 램프의 후면에는 반사판을 설치하여, 램프로부터 발생하는 빛이 반사되어, 금속밸트를 향하도록 유도하므로, 금속밸트를 더욱 효과적으로 가열하게 한다.

수직으로 세워진 기판을 이송하기 위하여 기판(12)의 모서리 하부에는, 도3에 나타낸 것과 같이, 회전이 용이한 기판 이송용 롤러장치(20)를 어레이로 설치하며, 기판을 수직으로 유지하면서 이송이 가능하도록 하기 위하여, 기판의 뒷면에는 기판 기댐용 롤러장치(21)들이 다수 개 정렬된다. 이렇게 하여, 수직으로 세워진 대면적의 기판이 처지지 않고, 안정하게 이송을 실현하게 되며, 증착공정 시에는 롤러의 회전 작동을 멈추게 하는 것이다.

도4에서와 같이, 4개의 롤러장치를 이용하여, 금속 밸트를 대칭성 있게 설치하면, 얇은 박막으로 형성된 금속 밸트를 더욱 안정하게 이송하면서 유기소자의 유기박막을 제작할 수 있는 것이다.

상기의 수직식 벨트와 수직으로 세워진 기판의 경우, 대면적의 유기소자를 증착 제작함에 있어서, 기판을 수직으로 세워서 이송이 가능하고, 다수개의 롤러장치를 가지는 수직형 밸트 증발원을 이용하여, 수직식 증착코팅이 가능하여, 진공챔버 내에서 발생하는 유기물의 응고에 따른 파티클의 발생으로 인하여 유기박막에 손상을 주지 않고도, 대형의 유기박막을 제작할 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims

벨트식 금속기판을 가열하는 장치로서, 다수개의 할로겐 램프를 일정간격으로 평행하게 설치하고, 각 할로겐 램프의 후면에는 반원통형의 반사판을 설치하는 것을 특징으로 하는 벨트식 면소스를 이용하는 유기소자의 증착방법
세 개 또는 네 개의 롤러를 이용한 벨트식 면소스를 사용하여, 수직으로 선 기판에 유기물을 증착하는 것과 기판을 수직으로 세우고 이송하는 것을 특징으로 하는 벨트식 면소스를 이용하는 유기소자의 수직식 증착방법
수직으로 세워진 기판의 모서리 하부에 기판이송용 롤러장치를 정렬하고, 기판의 뒤에 기판 기댐용 롤러장치를 정렬하는 것을 특징으로 하는 벨트식 면소스를 이용하는 유기소자의 수직식 증착방법