KR20080079787A - 유기 박막 증착 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 박막 증착 장치를 개시한 것으로서, 기판상으로 유기 물질을 공급하는 선형 공급관의 분사 부재들이 소스 공급 부재의 연결 위치에 따라 선형 공급관의 상부 또는 하부로 갈수록 더 큰 개구 면적을 갖는 것을 구성상의 특징으로 가진다.

이러한 특징에 의하면, 기판에 증착되는 유기 박막의 증착 균일도를 향상시킬 수 있는 유기 박막 증착 장치를 제공할 수 있다.

유기 박막 증착, 소스 공급 부재, 선형 공급관, 분사 부재

Description

유기 박막 증착 장치{APPARATUS FOR DEPOSITING ORGANIC FILM ON SUBSTRATE}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 유기 박막 증착 장치의 구성을 보여주는 개략적 단면도,

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 박막 증착 장치의 구성을 보여주는 개략적 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 공정 챔버 110 : 도어

200 : 기판 지지 부재 210 : 기판 이송 기구

300 : 선형 공급관 310 : 몸체

312 : 기판 대향 면 320 : 분사 부재

322 : 분사 홀 324 : 분사 관

400 : 소스 공급 부재 410 : 용기

420 : 가열 부재 430 : 유기 물질 공급 라인

440 : 밸브 500 : 운반 가스 공급 부재

본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 전계 발광 소자의 제조에 사용되는 기판상에 유기 박막을 증착하는 장치에 관한 것이다.

정보 처리 기기는 다양한 형태의 기능과 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있다. 이러한 정보 처리 기기는 가동된 정보를 표시하는 디스플레이 장치를 가진다. 과거에는 디스플레이 장치로 브라운관(Cathode Ray Tube) 모니터가 주로 사용되었으나, 현재에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)가 주로 사용되고 있다. 그러나 액정 표시 장치는 별도의 광원을 필요로 하는 장치로서 밝기, 시야각 및 대면적화 등에 한계가 있기 때문에, 최근에는 저전압 구동, 자기 발광, 경량 박형, 넓은 시야각, 그리고 빠른 응답 속도 등의 장점을 갖는 유기 전계 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치가 각광받고 있다.

유기 전계 발광 소자는 유기 박막에 주입되는 전자와 정공이 재결합하고 남은 에너지가 빛으로 발생되는 것으로서, 유기 물질의 도펀트(Dopant)의 양에 따라나오는 빛의 파장을 조절할 수 있고, 풀 칼라(Full Color)의 구현이 가능하다.

일반적으로, 기판상에 유기 박막을 증착하는 방법으로는 상향 증착 방식, 하향 증착 방식 및 수직형 증착 방식 등 다양한 증착 방법이 사용되고 있다. 이중 수직형 증착 방식은 수직형 선형 증착 원을 고정시키고, 기판을 수직으로 세워 이동하면서 기판상에 유기 박막을 증착하는 방법이다. 외부의 유기 물질 공급 부재로부터 증착 원으로 기체 상태의 증발된 유기 물질이 공급되고, 증착 원은 길이 방향을 따라 형성된 복수 개의 개구부들을 통해 기체 상태의 증발된 유기 물질을 기판으로 공급하여 기판의 증착 면에 유기 박막을 증착한다.

그런데, 수직형 선형 증착 원은 일정 길이의 선형 부재로 마련되기 때문에, 유기 물질 공급 부재로부터 선형 증착 원의 일 영역으로 전달되는 유기 물질이 속도 차이를 가지고 증착 원의 개구부들로 각각 공급된다. 또한, 증착 원의 개구부들은 동일한 형상, 개구 면적 및 배치 간격을 가지기 때문에, 개구부들로 공급되는 유기 물질의 속도 차이를 보상하지 못한다. 따라서, 기판의 영역별로 유기 물질의 공급량이 달라져, 기판상에 증착되는 유기 박막의 증착 균일도가 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 기판상에 증착되는 유기 박막의 증착 균일도를 향상시킬 수 있는 유기 박막 증착 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 유기 박막 증착 장치는, 기판상에 유기 박막을 증착하는 장치에 있어서, 공정 챔버와; 상기 공정 챔버 내에 설치되며, 기판을 수직하게 지지하는 기판 지지 부재와; 상기 기판 지지 부재에 지지된 상기 기판과 마주보도록 설치되며, 그리고 상기 기판상으로 유기 물질을 공급하는 복수 개의 분사 부재들이 상이한 개구 면적을 가지도록 제공되는 선형 공급관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 유기 박막 증착 장치에 있어서, 상기 선형 공급관은 수직하게 세워진 상기 기판의 높이 방향으로 배열되며, 그리고 상기 공정 챔버의 도어 내벽에 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 복수 개의 분사 부재들은 상기 선형 공급관의 하부로 갈수록 더 큰 개구 면적을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 복수 개의 분사 부재들은 상기 선형 공급관의 상부로 갈수록 더 큰 개구 면적을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 선형 공급관은 길이 방향을 따라 기판과 동일한 거리로 이격된 기판 대향면을 가지며, 상기 복수 개의 분사 부재들은 상기 선형 공급관의 기판 대향 면에 형성된 분사 홀들에 삽입 설치되며, 동일한 길이를 가지는 분사관을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 장치는 유기 물질을 수용하고, 상기 유기 물질을 증발시켜 상기 선형 공급관으로 공급하는 소스 공급 부재와; 상기 소스 공급 부재와 상기 선형 공급관을 연결하는 유기 물질 공급 라인과; 상기 유기 물질 공급 라인 상에 배치되어 상기 유기 물질의 흐름을 개폐하는 밸브;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 소스 공급 부재는 상기 복수 개의 분사 부재들 중 가장 작은 개구 면적의 분사 부재에 대응하는 상기 선형 공급관의 영역에 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 장치는 가스 압력에 의해 상기 소스 공급 부재 내의 증발된 유기 물질이 상기 선형 공급관으로 공급되도록 상기 소스 공급 부재에 운반 가스를 공급하는 운반 가스 공급 부재;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유기 박막 증착 장치를 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

( 실시 예 )

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 유기 박막 증착 장치의 구성을 보여주는 개략적 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 유기 박막 증착 장치는 수직형(Vertical Type)의 유기 박막 증착 설비로, 공정 챔버(100)와, 기판 지지 부재(200) 및 선형 공급관(300)을 포함한다.

공정 챔버(100)는 기판(S)상에 유기 박막을 증착하는 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 공정 챔버(100)에는 도어(110)가 설치되며, 공정 진행시 챔버(100) 내부가 고진공 상태를 유지하도록 진공 펌프(미도시)가 연결되는 진공 포트(미도시)가 제공된다. 공정 챔버(100)의 내측에는 기판(S)을 수직으로 세운 상태로 지지하는 기판 지지 부재(200)가 설치된다. 기판 지지 부재(200)는 기판 이송 기구(210)에 의해 도 1의 지면에 수직한 방향으로 이동될 수 있다. 공정 챔버(100) 내의 기판 지지 부재(200)와 마주보는 위치에는 기판(S)의 증착 면으로 유기 물질을 공급하는 선형 공급관(300)이 설치된다. 예를 들어, 선형 공급관(300)은 공정 챔버(100)의 도어(110) 내벽에 설치될 수 있으며, 이 경우 기판 지지 부재(200)는 도어(110)와 마주보는 위치에 배치될 수 있다. 선형 공급관(300)이 도어(110) 내벽에 고정 설치되고, 수직으로 세워진 기판(S)이 기판 이송 기구(210)에 의해 도 1의 지면에 수직한 방향으로 이동하면서 기판의 증착 면에 유기 박막을 증착하는 공정이 진행된다.

선형 공급관(300)은 선형의 몸체(310)와, 몸체(310)에 제공되는 복수 개의 분사 부재들(320)을 포함한다. 몸체(310)는 기판 지지 부재(200)에 지지된 기판(S)의 높이에 대응하는 길이를 가지며, 수직으로 세워진 상태로 도어(110)에 설치된다. 몸체(310)의 내부에는 기체 상태의 증발된 유기 물질이 이동하는 통로를 제공하는 공간이 형성되고, 몸체(310)의 기판(S)과 마주보는 대향 면(312)에는 기판(S)으로 유기 물질을 공급하기 위한 복수 개의 분사 부재들(320)이 제공된다.

복수 개의 분사 부재들(320)은 분사관들(324)로 마련될 수 있다. 선형 공급관(300)의 기판 대향 면(312)에는 길이 방향을 따라 다수의 홀들(322)이 형성되고, 각각의 홀들(322)에는 분사관(324)이 삽입 설치된다. 분사관들(324)은 동일한 길이를 가지며, 선형 공급관(300)의 길이 방향을 따라 상이한 개구 면적을 가지도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 분사관들(324)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 선형 공급관(300)의 길이 방향을 따라 하부로 갈수록 더 큰 개구 면적을 가지도록 제공될 수 있으며, 또한 도 2에 도시된 바와 같이, 선형 공급관(300)의 길이 방향을 따라 상부로 갈수록 더 큰 개구 면적을 가지도록 제공될 수도 있다.

선형 공급관(300)에는 유기 물질을 수용하고, 유기 물질을 가열 증발시켜 공 급하는 소스 공급 부재(400)가 연결된다. 소스 공급 부재(400)는 복수 개의 분사 관들(324) 중 가장 작은 개구 면적을 가지는 분사관에 대응하는 선형 공급관(300)의 영역에 연결될 수 있다. 선형 공급관(300)의 길이 방향을 따라 하부로 갈수록 더 큰 개구 면적을 가지는 분사관들(324)이 배치된 도 1의 경우에, 소스 공급 부재(400)는 선형 공급관(300)의 상부 영역에 연결된다. 그리고, 선형 공급관(300)의 길이 방향을 따라 상부로 갈수록 더 큰 개구 면적을 가지는 분사관들(324)이 배치된 도 2의 경우에, 소스 공급 부재(400)는 선형 공급관(300)의 하부 영역에 연결된다.

소스 공급 부재(400)는 용기(410)와 가열 부재(420)를 포함한다. 용기(410)는 증착하고자 하는 유기 물질을 수용한다. 가열 부재(420)는 유기 물질로부터 플룸(Flume)이 발생하도록 용기(410)를 가열하여 유기 물질에 열을 제공한다. 가열 부재(420)로는 코일 형상의 열선이 사용될 수 있으며, 가열 부재(420)는 용기(410)의 측벽 내에 배치되거나 용기(410)의 측벽을 감싸도록 배치될 수 있다.

용기(410)의 측벽 상부에는 용기(410) 내의 증발된 유기 물질이 배출되는 배기구(412)가 형성되고, 배기구(412)에는 소스 공급 부재(400)로부터 선형 공급관(300)으로 유기 물질이 이동하는 경로를 제공하는 유기 물질 공급 라인(430)이 연결된다. 그리고, 유기 물질 공급 라인(430) 상에는 밸브(440)가 배치되고, 밸브(440)는 소스 공급 부재(400)로부터 선형 공급관(300)으로 전달되는 유기 물질의 흐름을 개폐한다. 밸브(440)의 닫힘 동작에 의해 소스 공급 부재(400)로부터 선형 공급관(300)으로 유기 물질이 공급되는 것을 차단함으로써, 증착 공정이 진행되지 않는 동안에 불필요하게 소모되는 유기 물질의 양을 줄일 수 있게 된다.

용기(410)의 상부 벽에는 가스 유입구(414)가 형성되고, 가스 유입구(414)에는 용기(410) 내로 아르곤(Ar) 가스와 같은 고압의 운반 가스를 공급하는 운반 가스 공급 부재(500)가 연결된다.

용기(410) 내에 수용된 유기 물질은 가열 부재(420)에 의해 가열 증발되어 기체 상태로 상 변화된다. 운반 가스 공급 부재(500)는 용기(410) 내로 고압의 운반 가스를 공급하고, 용기(410) 내의 증발된 유기 물질은 운반 가스의 압력에 의해 배기구(412)로 배출된다. 배기구(412)를 통해 배출된 유기 물질은 유기 물질 공급 라인(430)을 경유하여 선형 공급관(300)으로 공급되고, 선형 공급관(300)에 제공된 복수 개의 분사관들(324)을 통해 유기 물질이 기판(S)의 증착 면으로 공급된다.

선형 공급관(300)의 길이 방향을 따라 상이한 개구 면적을 가지는 복수 개의 분사관들(324)이 제공되고, 소스 공급 부재(400)가 복수 개의 분사관들(324) 중 개구 면적이 가장 작은 분사관에 대응하는 선형 공급관(300)의 영역에 연결되기 때문에, 기판(S)상에 증착되는 유기 박막의 증착 균일도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 도 1의 경우 분사관들(324)의 개구 면적은 선형 공급관(300)의 하부로 갈수록 커지고, 소스 공급 부재(400)는 선형 공급관(300)의 상부 영역에 연결된다. 그리고, 도 2의 경우 분사관들(324)의 개구 면적은 선형 공급관(300)의 상부로 갈수록 커지고, 소스 공급 부재(400)는 선형 공급관(300)의 하부 영역에 연결된다. 이와 같이, 선형 공급관(300)의 전체 영역 중 유기 물질의 공급 압력이 큰 영역에 설치된 분사관은 작은 개구 면적을 가지고, 선형 공급관(300)의 전체 영역 중 유기 물 질의 공급 압력이 작은 영역에 설치된 분사관은 상대적으로 큰 개구 면적을 가지기 때문에, 선형 공급관(300)의 분사관들(324) 간에 발생하는 유기 물질의 공급량 및 속도 차이를 보상하여 유기 박막의 증착 균일도를 향상시킬 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기판에 증착되는 유기 박막의 증착 균일도를 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

1. 기판상에 유기 박막을 증착하는 장치에 있어서,

   공정 챔버와;

   상기 공정 챔버 내에 설치되며, 기판을 수직하게 지지하는 기판 지지 부재와;

   상기 기판 지지 부재에 지지된 상기 기판과 마주보도록 설치되며, 그리고 상기 기판상으로 유기 물질을 공급하는 복수 개의 분사 부재들이 상이한 개구 면적을 가지도록 제공되는 선형 공급관;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 선형 공급관은 수직하게 세워진 상기 기판의 높이 방향으로 배열되며, 그리고 상기 공정 챔버의 도어 내벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 복수 개의 분사 부재들은 상기 선형 공급관의 하부로 갈수록 더 큰 개구 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 복수 개의 분사 부재들은 상기 선형 공급관의 상부로 갈수록 더 큰 개구 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 선형 공급관은 길이 방향을 따라 기판과 동일한 거리로 이격된 기판 대향면을 가지며,

   상기 복수 개의 분사 부재들은 상기 선형 공급관의 기판 대향 면에 형성된 분사 홀들에 삽입 설치되며, 동일한 길이를 가지는 분사관을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   유기 물질을 수용하고, 상기 유기 물질을 증발시켜 상기 선형 공급관으로 공급하는 소스 공급 부재와;

   상기 소스 공급 부재와 상기 선형 공급관을 연결하는 유기 물질 공급 라인과;

   상기 유기 물질 공급 라인 상에 배치되어 상기 유기 물질의 흐름을 개폐하는 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 소스 공급 부재는,

   상기 복수 개의 분사 부재들 중 가장 작은 개구 면적의 분사 부재에 대응하는 상기 선형 공급관의 영역에 연결되는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 장치는,

   가스 압력에 의해 상기 소스 공급 부재 내의 증발된 유기 물질이 상기 선형 공급관으로 공급되도록 상기 소스 공급 부재에 운반 가스를 공급하는 운반 가스 공급 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.

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