KR20150113742A - Evaporation source and deposition apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 증발원 및 이를 포함하는 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 4개의 증발원을 최적으로 배치하여 기판에 발열에 의한 영향을 최소화하고 증착효율을 높일 수 있는 증발원 및 이를 포함하는 증착장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an evaporation source and a deposition apparatus including the evaporation source, and more particularly, to an evaporation source and an evaporation apparatus including the evaporation source that minimize the influence of heat generation on a substrate by optimally arranging four evaporation sources, will be.
유기 전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하는 스스로 빛을 내는 자발광소자로서, 비발광소자에 빛을 가하기 위한 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량이고 박형의 평판표시장치를 제조할 수 있다.BACKGROUND ART Organic light emitting diodes (OLEDs) are self-light emitting devices that emit light by using an electroluminescent phenomenon that emits light when a current flows through a fluorescent organic compound. A backlight for applying light to a non- Therefore, a lightweight thin flat panel display device can be manufactured.
이러한 유기 전계 발광소자를 이용한 평판표시장치는 응답속도가 빠르며, 시야각이 넓어 차세대 표시장치로서 대두 되고 있다. 특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.A flat panel display device using such an organic electroluminescent device has a fast response speed and a wide viewing angle, and is emerging as a next generation display device. Particularly, since the manufacturing process is simple, it is advantageous in that the production cost can be saved more than the conventional liquid crystal display device.
유기 전계 발광소자는, 애노드 및 캐소드 전극을 제외한 나머지 구성층인 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등이 유기 박막으로 되어 있고, 이러한 유기 박막은 진공열 증착방법으로 기판 상에 증착된다.The organic electroluminescent device comprises an organic thin film such as a hole injecting layer, a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, and an electron injecting layer which are the remaining constituent layers except for the anode and the cathode. / RTI >
진공열 증착방법은 진공 챔버 내에 기판을 배치하고, 일정 패턴이 형성된 쉐도우 마스크(shadow mask)를 기판에 정렬시킨 후, 증발물질이 담겨 있는 증발원에 열을 가하여 증발원에서 승화되는 증발물질을 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.In the vacuum thermal deposition method, a substrate is disposed in a vacuum chamber, a shadow mask having a predetermined pattern is aligned on a substrate, heat is applied to an evaporation source containing the evaporation material, Evaporation.
일반적으로 증발원은 증발물질이 담겨 있는 도가니와, 도가니를 감싸도록 설치되어 열을 공급하는 히터로 구성된다. 이때, 히터에서 발열되는 열이 도가니에 전달되면 도가니의 온도가 증가되면서 도가니에 저장된 증발물질이 증발된다. 증발물질을 증발시키기 위해서는 증발원에서 고온으로 발열이 되어야 한다. Generally, the evaporation source is composed of a crucible containing an evaporation material and a heater installed to surround the crucible to supply heat. At this time, when the heat generated in the heater is transferred to the crucible, the temperature of the crucible is increased and the evaporation material stored in the crucible is evaporated. In order to evaporate the evaporation material, the evaporation source must generate heat at a high temperature.
한편, 증발원으로는 증발원의 온도가 상대적으로 높은 호스트(Host) 증발원과, 증발원의 온도가 상대적으로 낮은 도펀트(Dopant) 증발원이 주로 사용된다. 이러한 호스트 증발원과 도펀트 증발원은 온도 차이에 의해 증착률 또한 차이가 있다. 즉, 증발원의 온도가 상대적으로 높은 호스트 증발원의 증착률이 더 높다. 다양한 성능을 가진 유기 전계 발광소자를 제조하기 위해서는 상술한 호스트 증발원과 도펀트 증발원을 적절하게 배치하여야 할 필요성이 있다. As the evaporation source, a host evaporation source having a relatively high evaporation source temperature and a dopant evaporation source having a relatively low evaporation source temperature are mainly used. The deposition rates of the host evaporation source and the dopant evaporation source are different due to the temperature difference. That is, the deposition rate of the host evaporation source having a relatively high evaporation source temperature is higher. In order to manufacture an organic electroluminescent device having various performances, it is necessary to appropriately arrange the host evaporation source and the dopant evaporation source.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 4개의 증발원을 최적으로 배치하여 기판에 발열에 의한 영향을 최소화하고 증착효율을 높을 수 있는 증발원 및 이를 포함하는 증착장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide an evaporation source capable of minimizing the influence of heat generation on a substrate by optimally arranging four evaporation sources, Device.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 의한 증발원은 각각에 증발물질이 저장되는 복수개의 증발원에 있어서, 상기 증발원은 4개의 증발원으로 구성되고, 제1 증발원, 제2 증발원, 제3 증발원 및 제4 증발원이 수평 방향으로 배치되는데, 상기 제1 증발원 및 제2 증발원은 중앙부에 배치되는 호스트(Host) 증발원이고, 상기 제3 증발원 및 제4 증발원은 양측에 배치되는 도펀트(Dopant) 증발원일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an evaporation source according to the present invention includes a plurality of evaporation sources in which evaporation materials are stored, wherein the evaporation source is composed of four evaporation sources, The first evaporation source, the second evaporation source, the third evaporation source and the fourth evaporation source are arranged in a horizontal direction, the first evaporation source and the second evaporation source are host evaporation sources disposed at a central portion, And may be a dopant evaporating source disposed.
상기 제1 증발원 및 제2 증발원에 구비된 제1 분사노즐 및 제2 분사노즐은 기판의 중앙을 향하여 경사지게 형성되고, 상기 제3 증발원 및 제4 증발원에 구비된 제3 분사노즐 및 제4 분사노즐은 기판의 중앙을 향하여 경사지게 형성될 수 있다.The first and second injection nozzles provided in the first evaporation source and the second evaporation source are inclined toward the center of the substrate, and the third and fourth injection nozzles provided in the third evaporation source and the fourth evaporation source, May be formed to be inclined toward the center of the substrate.
상기 제1 분사노즐 및 제2 분사노즐은 서로 대칭되게 형성되고, 상기 제3 분사노즐 및 제4 분사노즐은 서로 대칭되게 형성될 수 있다.The first injection nozzle and the second injection nozzle may be formed symmetrically with respect to each other, and the third injection nozzle and the fourth injection nozzle may be formed symmetrically with respect to each other.
상기 제1 분사노즐 및 제2 분사노즐의 경사각은 상기 제3 분사노즐 및 제4 분사노즐의 경사각보다 상대적으로 작을 수 있다.The inclination angle of the first injection nozzle and the second injection nozzle may be relatively smaller than the inclination angle of the third injection nozzle and the fourth injection nozzle.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 의한 증착장치는 기판에 유기박막을 형성하기 위한 증착장치에 있어서, 상기 기판이 내부에 안착되는 진공챔버; 및 상기 기판에 대향되도록 상기 진공챔버 내측에 배치되고, 상기 유기박막을 형성하기 위한 증발물질을 공급하는 증발원을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a deposition apparatus for forming an organic thin film on a substrate, the deposition apparatus comprising: a vacuum chamber in which the substrate is placed; And an evaporation source disposed inside the vacuum chamber to face the substrate, the evaporation source supplying evaporation material for forming the organic thin film.
본 발명에 의하면, 4개의 증발원을 최적으로 배치하여 기판에 발열에 의한 영향을 최소화하고 증착효율을 높일 수 있는 증발원 및 이를 포함하는 증착장치에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporation source and an evaporation apparatus including the evaporation source, in which four evaporation sources are optimally arranged to minimize the influence of heat generation on the substrate and increase the deposition efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판이 증착되는 것을 개략적으로 보인 구성도.1 is a configuration diagram of a deposition apparatus according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 schematically illustrates deposition of a substrate in accordance with one embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하에서는 본 발명에 의한 증발원 및 이를 포함하는 증착장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of an evaporation source and a deposition apparatus including the evaporation source according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판이 증착되는 것을 개략적으로 보인 구성도이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a deposition apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view illustrating deposition of a substrate according to an embodiment of the present invention.
이에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 의한 증발원은 각각에 증발물질이 저장되는 복수개의 증발원에 있어서, 상기 증발원은 4개의 증발원으로 구성되고, 제1 증발원(20), 제2 증발원(30), 제3 증발원(40) 및 제4 증발원(50)이 수평 방향으로 배치되는데, 상기 제1 증발원(20) 및 제2 증발원(30)은 중앙부에 배치되는 호스트(Host) 증발원이고, 상기 제3 증발원(40) 및 제4 증발원(50)은 양측에 배치되는 도펀트(Dopant) 증발원일 수 있다. The evaporation source includes a
그리고, 본 발명에 의한 증착장치는 기판에 유기박막을 형성하기 위한 증착장치에 있어서, 상기 기판(10)이 내부에 안착되는 진공챔버(1); 및 상기 기판(10)에 대향되도록 상기 진공챔버(1) 내측에 배치되고, 상기 유기박막을 형성하기 위한 증발물질을 공급하는 증발원(20,30,40,50)을 포함할 수 있다.In addition, the deposition apparatus according to the present invention is a deposition apparatus for forming an organic thin film on a substrate, comprising: a vacuum chamber 1 in which the
진공챔버(1)는 기판(10)의 표면에 유기박막이 형성되는 증착공정이 이루어지는 반응공간을 제공하는 수단으로서, 그 내부는 증발입자의 증착을 위하여 진공 분위기가 유지된다. 진공챔버(1)의 내부에는 별도의 지지수단에 의해 지지되는 기판 안착부(12)가 구비되는데, 이러한 기판 안착부(12)의 하부에 기판(10)이 안착되어 지지될 수 있다. The vacuum chamber 1 is a means for providing a reaction space in which a deposition process in which an organic thin film is formed on the surface of the
기판 안착부(12)의 하부에는 소정의 패턴이 형성된 금속 재질의 마스크(14)가 고정되고, 그 위에 기판(10)이 별도의 고정용 지그(jig) 등을 통해 고정되어 지지된다. 그리고, 기판(10)의 상부에는 별도의 마그넷(미도시) 등이 설치되어 마스크(14)와 기판(10)을 밀착시키게 된다. 이러한 구조를 통하여 기판(10)의 저면은 마스크(14)에 형성된 패턴을 통하여 일부분만이 선택적으로 노출된다. A
한편, 마스크(14)를 중심으로 기판(10)과 대향되는 위치에는 증발원(20,30,40,50)이 배치되는데, 도가니(22,32,42,52)에 수용되는 증발물질이 가열되어 증발입자로 변형된 뒤 이동하여 마스크(14)를 통해 기판(10)의 표면에 증착된다.On the other hand,
증발원(20,30,40,50)은 도 1에서와 같이 4개가 수평 방향으로 설치된다. 도 1을 기준으로는 좌측부터 제3 증발원(40), 제1 증발원(20), 제2 증발원(30) 및 제4 증발원(50)이 차례대로 설치될 수 있다. 여기에서 제1 증발원(20) 및 제2 증발원(30)은 중앙부에 배치되는 호스트(Host) 증발원이고, 제3 증발원(40) 및 제4 증발원(50)은 양측에 배치되는 도펀트(Dopant) 증발원인 것이 바람직하다.As shown in FIG. 1, four
본 실시예에서 이와 같이 중앙부에 배치되는 증발원(20,30)을 호스트 증발원으로 하고 양측에 배치되는 증발원(40,50)을 도펀트 증발원으로 한 이유는 다음과 같다. In this embodiment, the reason why the
일반적으로 유기 전계 발광소자의 제작 시 3개의 증발원을 사용하여 증착하는 경우가 있다. 이때, 증발원으로는 호스트 증발원과 도펀트 증발원이 주로 사용된다. 호스트 증발원은 증발원 내 온도가 높아서 증착률이 높고, 도펀트 증발원은 증발원 내 온도가 낮아서 증착률이 낮은 편이다. 소자 양산의 생산량을 높이게 되면 호스트 증발원에서 증발되는 증발물질의 증착량을 높일 수 밖에 없는데, 이때 호스트 증발원의 증발온도 때문에 진공챔버(1) 내부의 온도가 올라가게 되며 이로 인하여 기판(10)에 발열에 의해 영향을 끼칠 수 있다. In general, when an organic electroluminescent device is fabricated, three evaporation sources may be used for deposition. At this time, a host evaporation source and a dopant evaporation source are mainly used as an evaporation source. The host evaporation source has a high deposition rate due to the high temperature in the evaporation source and the evaporation source has a low deposition rate due to the low temperature in the evaporation source. In this case, the temperature inside the vacuum chamber 1 is increased due to the evaporation temperature of the host evaporation source, which causes the
따라서, 본 실시예에서는 이를 해결하기 위해 호스트 증발원을 하나 더 추가함으로써 각각의 호스트 증발원에서 증발되는 증발물질의 증착량을 상대적으로 낮추도록 한 것이다. 결국, 하나의 호스트 증발원에서 증발되는 증발물질의 증착량이 반으로 나뉘어 2개의 호스트 증발원에서 이루어지기 때문에 진공챔버(1) 내부의 온도가 상대적으로 낮아질 수 있어 기판에 발열에 의한 영향을 최소화할 수 있다. Accordingly, in this embodiment, in order to solve this problem, a host evaporation source is further added to relatively reduce evaporation material evaporated in each host evaporation source. As a result, since the deposition amount of the evaporation material evaporated in one host evaporation source is divided in half to be formed in two host evaporation sources, the temperature inside the vacuum chamber 1 can be relatively lowered, thereby minimizing the influence of heat generation on the substrate .
또한, 호스트 증발원이 도펀트 증발원보다 증착률이 높기 때문에 중앙부에 배치하여 기판(10)의 전면에 호스트 증발원에서 증발되는 증발물질이 보다 많이 증착되도록 하였다. 이와 같이 중앙부에 호스트 증발원을 배치하고 양측에 도펀트 증발원을 배치하면, 기판(10)의 증착 균일도가 향상되어 소자의 품질 또한 향상될 수 있다.In addition, since the host evaporation source has a higher deposition rate than the dopant evaporation source, the evaporation source evaporated from the host evaporation source is deposited on the entire surface of the
다음으로, 제1 증발원(20) 및 제2 증발원(30)에 구비된 제1 분사노즐(24) 및 제2 분사노즐(34)은 기판(10)의 중앙을 향하여 경사지게 형성되고, 제3 증발원(40) 및 제4 증발원(50)에 구비된 제3 분사노즐(44) 및 제4 분사노즐(54)은 기판(10)의 중앙을 향하여 경사지게 형성된다. The
또한, 제1 분사노즐(24) 및 제2 분사노즐(34)은 서로 대칭되게 형성되고, 제3 분사노즐(44) 및 제4 분사노즐(54)은 서로 대칭되게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 각각의 증발원(20,30,40,50)에서 분사되는 증발물질이 기판(10) 전면에 걸쳐 균일하게 증착되도록 하기 위함이다. 본 실시예에서는 증발원(20,30,40,50)이 총 4개로 구성되기 때문에 기판(10)의 정중앙을 중심으로 양측에 각각 2개의 증발원(20,30,40,50)이 배치되므로 분사노즐(24,34,44,54)이 기판(10)에 수직하게 형성되지 않고 경사지게 형성되도록 한 것이다. 도 2를 참조하면, 이와 같이 경사지게 형성된 분사노즐(24,34,44,54)을 통해 기판(10)의 전면에 증착이 균일하게 이루어지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 중앙에 배치된 제1 증발원(20) 및 제2 증발원(30)이 서로 짝을 이루고, 양측에 배치된 제3 증발원(40) 및 제4 증발원(50)이 서로 짝을 이루도록 구성하였다.It is preferable that the
한편, 제1 분사노즐(24) 및 제2 분사노즐(34)은 제3 분사노즐(44) 및 제4 분사노즐(54)보다 중앙에 배치되기 때문에 상대적으로 작은 경사각을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 제1 분사노즐(24) 및 제2 분사노즐(34)이 기판(10)의 표면과 이루는 경사각(θ1)은 제3 분사노즐(44) 및 제4 분사노즐(54)이 기판(10)의 표면과 이루는 경사각(θ2)보다 상대적으로 작다.Since the
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 다양한 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It belongs to the scope of right.
1 : 진공챔버
10 : 기판
12 : 기판 안착부
14 : 마스크
20 : 제1 증발원
22 : 제1 도가니
24 : 제1 분사노즐
30 : 제2 증발원
32 : 제2 도가니
34 : 제2 분사노즐
40 : 제3 증발원
42 : 제3 도가니
44 : 제3 분사노즐
50 : 제4 증발원
52 : 제4 도가니
54 : 제4 분사노즐1: vacuum chamber 10: substrate
12: substrate mounting part 14: mask
20: first evaporation source 22: first crucible
24: first injection nozzle 30: second evaporation source
32: second crucible 34: second injection nozzle
40: Third evaporation source 42: Third crucible
44: third injection nozzle 50: fourth evaporation source
52: fourth crucible 54: fourth injection nozzle
Claims (5)
상기 증발원은 4개의 증발원으로 구성되고, 제1 증발원, 제2 증발원, 제3 증발원 및 제4 증발원이 수평 방향으로 배치되는데,
상기 제1 증발원 및 제2 증발원은 중앙부에 배치되는 호스트(Host) 증발원이고, 상기 제3 증발원 및 제4 증발원은 양측에 배치되는 도펀트(Dopant) 증발원인 것을 특징으로 하는 증발원.A plurality of evaporation sources in which evaporation materials are stored, respectively,
The evaporation source is composed of four evaporation sources, and the first evaporation source, the second evaporation source, the third evaporation source and the fourth evaporation source are arranged in the horizontal direction,
Wherein the first evaporation source and the second evaporation source are host evaporation sources disposed at a central portion, and the third evaporation source and the fourth evaporation source cause evaporation of dopants disposed on both sides.
상기 제1 증발원 및 제2 증발원에 구비된 제1 분사노즐 및 제2 분사노즐은 기판의 중앙을 향하여 경사지게 형성되고,
상기 제3 증발원 및 제4 증발원에 구비된 제3 분사노즐 및 제4 분사노즐은 기판의 중앙을 향하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 증발원.The method according to claim 1,
The first and second injection nozzles provided in the first evaporation source and the second evaporation source are inclined toward the center of the substrate,
And the third and fourth injection nozzles provided in the third evaporation source and the fourth evaporation source are inclined toward the center of the substrate.
상기 제1 분사노즐 및 제2 분사노즐은 서로 대칭되게 형성되고,
상기 제3 분사노즐 및 제4 분사노즐은 서로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 증발원.3. The method of claim 2,
Wherein the first injection nozzle and the second injection nozzle are formed symmetrically with respect to each other,
Wherein the third injection nozzle and the fourth injection nozzle are formed symmetrically with respect to each other.
상기 제1 분사노즐 및 제2 분사노즐의 경사각은 상기 제3 분사노즐 및 제4 분사노즐의 경사각보다 상대적으로 작은 것을 특징으로 하는 증발원.The method of claim 3,
Wherein the inclination angle of the first injection nozzle and the second injection nozzle is smaller than the inclination angle of the third injection nozzle and the fourth injection nozzle.
상기 기판이 내부에 안착되는 진공챔버; 및
상기 기판에 대향되도록 상기 진공챔버 내측에 배치되고, 상기 유기박막을 형성하기 위한 증발물질을 공급하는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 증발원을 포함하는 증착장치.A deposition apparatus for forming an organic thin film on a substrate,
A vacuum chamber in which the substrate is seated; And
The evaporation apparatus according to any one of claims 1 to 4, which is disposed inside the vacuum chamber so as to face the substrate, and supplies the evaporation material for forming the organic thin film.
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