KR20100013808A - Apparatus for depositing organic material - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기물 증착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증착원이 레일(rail)을 따라 이동하는 슬라이딩(sliding) 주행 방식의 유기물 증착 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic material deposition apparatus, and more particularly, to an organic material deposition apparatus of a sliding running type in which a deposition source moves along a rail.
유기전계발광 소자는 애노드(anode) 전극, 캐소드(cathode) 전극 및 유기 박막을 포함하며, 애노드 전극을 통해 주입되는 정공과 캐소드 전극을 통해 주입되는 전자가 유기 박막에서 재결합하는 과정에서 에너지 차이에 의해 빛을 방출한다. The organic electroluminescent device includes an anode electrode, a cathode electrode, and an organic thin film, and holes are injected through the anode and electrons injected through the cathode are recombined in the organic thin film due to energy differences. Emits light.
유기 박막은 전자 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하며, 이러한 유기 박막들은 대개 진공 증착 방법으로 형성한다. The organic thin film includes an electron injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, and these organic thin films are usually formed by a vacuum deposition method.
유기 박막을 형성하기 위한 증착 장치는 유기물을 가열하여 증발된 유기물이 기판에 증착되도록 하는 증착원을 포함한다.The deposition apparatus for forming an organic thin film includes a deposition source for heating an organic material to deposit evaporated organic material on a substrate.
대한민국 공개특허공보 10-2006-0040233호(2006. 05. 10일 공개)에는 가열에 의해 도가니(crucible)로부터 기화 또는 승화된 유기물이 피처리 기판에 증착되도록 구성된 유기물 증착 장치에 대해 개시되어 있다. Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2006-0040233 (published on May 10, 2006) discloses an organic material deposition apparatus configured to deposit organic substances vaporized or sublimed from a crucible by heating onto a substrate to be treated.
그런데 종래의 유기물 증착 장치는 증착원이 고정되도록 설치되기 때문에 대 면적 기판에 유기 박막을 형성하기 위해서는 증착원과 기판 사이의 거리를 증가시켜야 한다. 그러므로 장치의 크기가 커져야 하고, 증착되는 유기 박막의 두께 균일도가 낮아지는 단점이 있다. 또한, 증착원에 수용되는 유기물의 양이 한정되기 때문에 유기물 재료를 보충하는 데 많은 시간이 소요되어 생산성이 낮은 단점이 있다.However, since the conventional organic material deposition apparatus is installed so that the deposition source is fixed, the distance between the deposition source and the substrate must be increased in order to form an organic thin film on a large area substrate. Therefore, the size of the device must be large, and there is a disadvantage that the thickness uniformity of the organic thin film to be deposited is lowered. In addition, since the amount of the organic material contained in the deposition source is limited, it takes a long time to replenish the organic material, which has the disadvantage of low productivity.
생산성을 증대시키기 위해서는 유기물 재료의 양을 증가시켜야 한다. 그러나 유기물 재료의 양을 증가시키기 위하여 증착원의 크기를 증가시키면 증착율을 제어하기 어렵고, 증착원의 수를 증가시키면 상호 간섭(cross talk)으로 인해 유기 박막의 두께 균일도가 저하된다.In order to increase productivity, the amount of organic material must be increased. However, increasing the size of the deposition source to increase the amount of organic material is difficult to control the deposition rate, and increasing the number of deposition sources decreases the thickness uniformity of the organic thin film due to cross talk.
본 발명의 목적은 대면적 기판에 유기 박막을 균일한 두께로 형성할 수 있는 유기물 증착 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an organic vapor deposition apparatus capable of forming an organic thin film on a large area substrate with a uniform thickness.
본 발명의 다른 목적은 연속 증착 시간을 증가시켜 생산성이 향상되도록 한 유기물 증착 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an organic material deposition apparatus for increasing productivity by increasing the continuous deposition time.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 유기물 증착 장치는 챔버, 상기 챔버 내부의 일측에 배치되어 기판을 지지하는 기판 지지부, 상기 챔버 내부의 다른 일측에 배치된 레일, 상기 레일을 따라 이동하며 상기 레일과 교차되는 방향으로 이동하는 제 1 및 제 2 플레이트를 구비하는 이송부, 상기 제 1 플레이트 상에 배치되며 유기물을 증발시키는 제 1 증착원 및 제 1 보조 증착원, 및 상기 제 2 플레이트 상에 배치되며 유기물을 증발시키는 제 2 증착원 및 제 2 보조 증착원을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 증착원의 유기물이 소진되면 상기 제 1 및 제 2 플레이트가 이동하여 상기 제 1 증착원과 상기 제 1 보조 증착원 및 상기 제 2 증착원과 상기 제 2 보조 증착원의 위치가 변경되고, 상기 제 1 및 제 2 보조 증착원으로부터 유기물이 증발되어 상기 기판에 증착된다.An organic material deposition apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a chamber, a substrate support portion disposed on one side of the chamber to support the substrate, a rail disposed on the other side of the chamber, along the rail A transfer part having first and second plates moving in a direction crossing the rails, a first deposition source and a first auxiliary deposition source disposed on the first plate and evaporating organic matter, and the second plate A second deposition source and a second auxiliary deposition source disposed on the substrate and evaporating the organic material, wherein the first and second plates are moved when the organic material of the first and second deposition sources is exhausted. And positions of the first auxiliary deposition source, the second deposition source, and the second auxiliary deposition source are changed, and organic matter is evaporated from the first and second auxiliary deposition sources. It is deposited on a substrate group.
본 발명의 유기물 증착 장치는 증착원과 보조 증착원을 구비하며, 증착 과정에서 플레이트의 이동에 의해 증착원과 보조 증착원의 위치가 변경될 수 있다. 증 착원과 보조 증착원의 유기물 재료를 연속적으로 사용할 수 있게 됨으로써 증착 시간이 종래에 비해 두 배 정도 증대되어 생산성이 향상될 수 있다. 또한, 본 발명의 유기물 증착 장치는 증착원이 레일을 따라 이동함으로써 장비의 크기를 증가시키지 않고도 대면적 기판에 유기 박막을 균일한 두께로 증착할 수 있다. The organic material deposition apparatus of the present invention includes a deposition source and an auxiliary deposition source, the position of the deposition source and the auxiliary deposition source can be changed by the movement of the plate in the deposition process. By being able to continuously use the organic material of the evaporation source and the auxiliary evaporation source, the deposition time can be increased by about twice as compared to the conventional, and the productivity can be improved. In addition, the organic material deposition apparatus of the present invention can deposit an organic thin film on a large area substrate with a uniform thickness without increasing the size of the equipment by moving the deposition source along the rail.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided to those skilled in the art to fully understand the present invention, and may be modified in various forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. no.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 유기물 증착 장치를 설명하기 위한 구성도로서, 도 1a는 정면도, 도 1b는 측면도, 도 1c는 평면도이다.1A, 1B and 1C are diagrams for explaining an organic material deposition apparatus according to the present invention. FIG. 1A is a front view, FIG. 1B is a side view, and FIG. 1C is a plan view.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 챔버(10)는 증착이 이루어지는 공간으로, 진공펌프(도시안됨)와 같은 배기수단에 의해 내부가 진공으로 유지될 수 있다.1A and 1B, the
챔버(10) 내부의 일측에는 기판(22)을 지지하는 기판 지지부(20)가 배치되고, 기판 지지부(20)와 대향하는 챔버(10) 내부의 다른 일측에는 레일(40)이 설치된다. A
레일(40) 상에는 레일(40)을 따라 증착원을 이동시키기 위한 이송부(50)가 배치된다. 이송부(50)는 본체(51), 제 1 및 제 2 구동부(도시안됨), 제 1 및 제 2 플레이트(52a 및 52b)를 포함한다. 본체(51)는 레일(40) 상부에 배치되며 레일(40)과 접촉되는 제 1 구동부에 의해 레일(40)을 따라 이동한다. 또한, 본체(51)에는 레일(40)과 교차되는 방향으로 가이드 레일(53)이 설치되며, 가이드 레일(53)과 접촉되는 제 2 구동부에 의해 제 1 및 제 2 플레이트(52a 및 52b)가 가이드 레일(53)을 따라 이동한다. 이 때 제 1 및 제 2 플레이트(52a 및 52b)는 제 2 구동부에 의해 서로 인접되거나 서로 멀어지도록 이동한다.On the
제 1 플레이트(52a) 상에는 유기물을 증발시키는 제 1 증착원(62a) 및 제 1 보조 증착원(64a)이 배치되고, 제 2 플레이트(52b) 상에는 유기물을 증발시키는 제 2 증착원(62b) 및 제 2 보조 증착원(64b)이 배치된다. 이 때 제 1 증착원(62a)과 제 2 증착원(62b)은 서로 인접되도록 내측에 배치되고, 제 1 보조 증착원(64a)과 제 2 보조 증착원(64b)은 제 1 증착원(62a)과 제 2 증착원(62b) 외측에 배치된다. 또는, 이와 반대로 제 1 보조 증착원(64a)과 제 2 보조 증착원(64b)이 서로 인접되도록 내측에 배치되고, 제 1 증착원(62a)과 제 2 증착원(62b)이 제 1 보조 증착원(64a)과 제 2 보조 증착원(64b) 외측에 배치될 수 있다.A
도 1c를 참조하면, 본 실시예에서는 제 1 플레이트(52a)에 제 1 증착원(62a) 및 제 1 보조 증착원(64a)이 각각 두 개씩 배치되고, 제 2 플레이트(52b)에 제 2 증착원(62b) 및 제 2 보조 증착원(64b)이 각각 두 개씩 배치된 경우를 도시하였으나, 증착원의 개수는 필요에 따라 변경이 가능함은 물론이다.Referring to FIG. 1C, in this embodiment, two
도 2를 참조하면, 제 1 증착원(62a), 제 1 보조 증착원(64a), 제 2 증착원(62b) 및 제 2 보조 증착원(64b)은 각각 유기물이 수용되는 도가니(60a), 유기물을 가열하기 위하여 도가니(60a) 외부에 설치되는 히터부(60b) 및 히터부(60b)의 열이 외부로 방출되지 않도록 하기 위하여 히터부(60b) 외측에 설치되는 냉각 부(60c)를 포함한다. 도가니(60a)의 크기는 유기물 재료가 변성되지 않고 선택된 유기물 재료를 원하는 속도로 증착할 수 있는 범위 내에서 적절하게 조절할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
또한, 챔버(10) 내부에는 유기물의 증착 두께를 감지하기 위한 복수의 센서(55)와 유기물을 균일하게 증발시키기 위한 보정판(도시안됨)이 배치될 수 있다. 복수의 센서(55)와 보정판은 제 1 증착원(62a), 제 1 보조 증착원(64a), 제 2 증착원(62b) 및 제 2 보조 증착원(64b)으로부터 유기물이 증발되는 경로에 배치되며, 예를 들어, 이송부(50)의 본체(51)에 고정되도록 설치될 수 있다.In addition, a plurality of
그러면 상기와 같이 구성된 유기물 증착 장치의 동작을 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Then, the present invention will be described in more detail through the operation of the organic material deposition apparatus configured as described above.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 챔버(10)는 증착 영역(D)과 대기 영역(S)으로 나누어질 수 있다. 먼저, 대기 영역(S)에서 제 1 증착원(62a), 제 1 보조 증착원(64a), 제 2 증착원(62b) 및 제 2 보조 증착원(64b)의 각 도가니(60a)에 유기물이 채워지거나, 또는 유기물이 채워진 제 1 증착원(62a), 제 1 보조 증착원(64a), 제 2 증착원(62b) 및 제 2 보조 증착원(64b)이 외부로부터 이송되어 제 1 및 제 2 플레이트(52a 및 52b) 상에 배치되면 배기 수단에 의해 챔버(10) 내부가 진공 상태가 되고 히터부(60b)에 의해 도가니(60a)가 가열되기 시작한다. 증착이 이루어질 수 있도록 도가니(60a)가 충분히 가열되면 증착 영역(D)의 기판 지지부(20)에는 기판(22)이 장착되고, 기판(22)의 전면에는 선택적으로 유기물이 증착되도록 개구부 패턴이 형성된 마스크(30)가 배치된다.1A and 1B, the
다음으로, 제 1 구동부에 의해 이송부(50)가 레일(40)을 따라 증착 영역(D)으로 이동되고, 증착 영역(D)에서 이송부(50)가 레일(40)을 따라 일정한 속도로 이동하면서 제 1 증착원(62a) 및 제 2 증착원(62b)으로부터 유기물이 증발되어 기판(22)에 증착된다. 제 1 구동부에 의해 이송부(50)가 증착 영역(D)으로 이동되기 전에 제 2 구동부에 의해 제 1 및 제 2 플레이트(52a 및 52b)의 위치가 조절되어 제 1 및 제 2 증착원(62a 및 62b)과 기판(22)의 위치가 정렬되도록 해야 한다.Next, the
이와 같은 증착 과정을 통해 제 1 증착원(62a) 및 제 2 증착원(62b)의 유기물이 소진되면 제 2 구동부에 의해 제 1 및 제 2 플레이트(52a 및 52b)가 이동하여 제 1 증착원(62a)과 제 1 보조 증착원(64a) 그리고 제 2 증착원(62b)과 제 2 보조 증착원(64b)의 위치가 변경되고, 제 1 및 제 2 보조 증착원(64a 및 64b)으로부터 유기물이 증발되어 기판(22)에 증착된다.When the organic materials of the
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제 1 및 제 2 플레이트(52a 및 52b)가 서로 인접되도록 내측으로 이동함으로써 제 1 증착원(62a)의 위치에 제 1 보조 증착원(64a)이 배치되고, 제 2 증착원(62b)의 위치에 제 2 보조 증착원(64b)이 배치된다. 3A and 3B, the first
이 때 연속적인 증착이 이루어질 수 있도록 하기 위해서는 제 1 및 제 2 증착원(62a 및 62b)의 유기물이 증착되는 동안 또는 제 1 및 제 2 증착원(62a 및 62b)의 위치를 변경하기 전에 제 1 및 제 2 보조 증착원(64a 및 64b)의 유기물을 일정한 온도로 예열하는 것이 바람직하다. In order to allow continuous deposition at this time, the first and
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 제 1 구동부 및 제 2 구동부, 복수의 센 서(55) 및 히터부(60b)는 유기물 증착 장치의 동작을 제어하는 제어부와 연결됨으로써 서로 연동하여 제어될 수 있다. Although not shown in the drawing, the first driving unit and the second driving unit, the plurality of
이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 최적 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the preferred embodiment of the present invention has been disclosed through the detailed description and the drawings. The terms are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 유기물 증착 장치를 설명하기 위한 정면도, 측면도 및 평면도.1A, 1B and 1C are front, side and plan views for explaining the organic material deposition apparatus according to the present invention.
도 2는 도 1a, 도 1b 및 도 1c에 도시된 증착원을 설명하기 위한 사시도.FIG. 2 is a perspective view for explaining a deposition source shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 유기물 증착 장치를 설명하기 위한 정면도 및 평면도.3A and 3B are a front view and a plan view for explaining an organic material deposition apparatus according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 챔버 20: 기판 지지부10
22: 기판 30: 마스크22: substrate 30: mask
40: 레일 50: 이송부40: rail 50: transfer part
51: 본체 52a 및 52b: 제 1 및 제 2 플레이트51:
53: 가이드 레일 55: 센서53: guide rail 55: sensor
60a: 도가니 60b: 가열부60a: crucible 60b: heating part
60c: 냉각부 62a 및 62b: 제 1 및 제 2 증착원60c: cooling
64a 및 64b: 제 1 및 제 2 보조 증착원64a and 64b: first and second auxiliary deposition sources
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