WO2020004853A1 - 진공 증착원과 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치 - Google Patents

진공 증착원과 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2020004853A1
WO2020004853A1 PCT/KR2019/007309 KR2019007309W WO2020004853A1 WO 2020004853 A1 WO2020004853 A1 WO 2020004853A1 KR 2019007309 W KR2019007309 W KR 2019007309W WO 2020004853 A1 WO2020004853 A1 WO 2020004853A1
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WO
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crucible
induction heating
heating block
region
deposition material
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/007309
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English (en)
French (fr)
Inventor
문일권
임태균
차수영
Original Assignee
(주)알파플러스
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Publication date
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/164—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/123—Connection of the pixel electrodes to the thin film transistors [TFT]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/40—Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum deposition source, a method of manufacturing an organic light emitting display device using the same, and an organic light emitting display device, and more particularly, a vacuum deposition source using an induction heating principle in a chamber in a vacuum atmosphere and an organic light using the same.
  • a light emitting display device manufacturing method and an organic light emitting display device are particularly preferred.
  • the organic light emitting display (OLED) has a wide viewing angle, excellent contrast, and fast response speed. Accordingly, the use area of the OLED is gradually increasing.
  • OLED organic light emitting display device
  • a process of forming an organic thin film layer and a conductive thin film is required. Due to the nature of the organic material vulnerable to the plasma, vacuum evaporation deposition is mainly used for this thin film formation process.
  • a vacuum deposition source for implementing a vacuum evaporation deposition method is a device for injecting vaporized vapor by heating the deposition material to a temperature higher than the melting point or sublimation point in the vacuum chamber (chamber).
  • Such vacuum deposition sources are classified into point evaporation sources, linear evaporation sources, and surface evaporation sources according to the number and / or arrangement of injection holes.
  • a metal evaporation process mainly uses a point evaporation source.
  • the viscous evaporation source is difficult to make a thin film uniformly because the thin film is formed thicker in the near area and the thinner is formed in the far area according to the distance from the viscous vaporizing source in depositing the deposition material on the substrate. Therefore, a point evaporation source is installed at a position far from the center of the substrate to rotate the substrate.
  • the deposition chamber has a problem that the size of the deposition chamber is large and most of the deposition material ejected from a long distance is deposited in the deposition chamber other than the substrate, and thus the deposition efficiency is reduced due to the consumption of unnecessary deposition material.
  • problems such as the need to recharge the deposition source frequently or to install a plurality of viscous evaporation sources in the deposition chamber and use them through complex control. As the substrate becomes larger and larger, this problem is gradually increasing.
  • the linear evaporation source not only increases the efficiency of the deposition material compared to the point evaporation source, but also enables the rapid deposition rate and the size of the deposition chamber.
  • the linear movement of the substrate or evaporation source enables uniform deposition on large area substrates.
  • the linear evaporation source lacks the structural heat resistance according to the large scale, the temperature range that can be implemented is smaller than that of the point evaporation source, and it is difficult to control the deposition rate. Since it is difficult to implement at a high deposition temperature, the prior evaporation source is mainly used for organic deposition processes that can be implemented at low temperatures. Therefore, there is a problem that a linear evaporation source cannot be used in a deposition material requiring a high temperature.
  • Patent Document 1 Registered Patent Publication No. 10-1489383 (2015.02.04.)
  • Patent Document 2 Patent Publication No. 10-2017-0061456 (2017.06.05.)
  • One technical problem to be solved by the present invention is to provide a vacuum deposition source that can minimize structural deformation by having a structural heat resistance characteristic of the point evaporation source, an organic light emitting display device manufacturing method and an organic light emitting display device using the same. .
  • Another technical problem to be solved by the present invention is a vacuum evaporation source, an organic light emitting display device manufacturing method and an organic light emitting display device using the same because it can be quickly manufactured within a short time according to the productivity improvement of the linear evaporation source characteristics To provide.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a vacuum deposition source that improves the durability and power efficiency of the current acceptor has an induction heating method, an organic light emitting display device manufacturing method using the same and an organic light emitting display device.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a vacuum evaporation source, an organic light emitting display device manufacturing method and an organic light emitting display device using the same to improve the deposition efficiency and the deposition process reliability by the temperature gradient according to the area of the crucible have.
  • the present invention provides a vacuum deposition source.
  • the crucible is provided with a nozzle so that the deposition material receiving space is formed and communicate with the deposition material receiving space;
  • An induction heating block made of carbon provided to surround an outer circumference of the crucible;
  • an induction coil provided to surround an outer circumferential surface of the induction heating block and inductively heating the induction heating block by inductive contact by inducing electromotive force.
  • the top surface of the crucible may have a position at least equal to or higher than the top surface of the induction heating block.
  • the induction heating block may have a crucible accommodation space for accommodating the crucible, and the crucible accommodation space may be formed to penetrate in the height direction.
  • the crucible has a cylindrical shape, the outer periphery of the crucible is smaller than the inner diameter of the crucible storage space may be spaced apart between the crucible storage space and the crucible.
  • the plurality of crucibles may be fitted to be detachably attached to the induction heating block individually.
  • the crucible may further include a crucible compartment extending in an outer circumferential direction to an upper end of the crucible to spatially separate the deposition material and the induction heating block.
  • the nozzle may be fitted to the outlet side end of the deposition material accommodation space to inject the vaporized deposition material.
  • the crucible, the induction heating block, and the induction coil may have different lengths in the height direction.
  • the crucible may include: a crucible first region; A crucible second region extending from the crucible first region to a predetermined length; And a crucible third region extending in the crucible second region to a predetermined length, wherein the first crucible region, the crucible second region, and the crucible third region may be continuous in the height direction.
  • the crucible first region may have a predetermined length corresponding to the induction coil in the height direction.
  • the crucible second region may have a predetermined length corresponding to the induction heating block in the height direction.
  • the induction heating block may have a length longer than the induction coil in the height direction.
  • the crucible, the induction heating block, the receiving space is formed to accommodate the induction coil, and includes a housing having a wall of a predetermined thickness to surround the receiving space, the wall is a coolant therein Can be formed.
  • the crucible, the induction heating block, a receiving space is formed to accommodate the induction coil, and includes a housing having a wall of a predetermined thickness to surround the receiving space, the housing, the induction coil An insulating block disposed to surround an outer surface of the insulating block; An insulating block support extending on an inner surface of the wall and supporting the insulating block; And an induction heating block support extending in the height direction on the other surface of the wall and supporting the induction heating block, wherein the insulation block support may be positioned above the induction heating block support in the height direction.
  • the housing further includes a cover to shield the accommodation space, the end of the cover may be hinged to one end of the housing.
  • one or a plurality of resistance heaters provided at the lower end of the crucible to heat the lower end of the crucible and the lower end of the induction heating block; And one or more resistance heater control modules capable of controlling current applied to the resistance heater.
  • a vacuum deposition source includes a plurality of crucibles in which a deposition material accommodating space is formed and a nozzle is provided to communicate with the deposition material accommodating space; A induction heating block made of a carbon material in which crucible storage spaces are formed at predetermined intervals and each crucible storage space is received; And an induction coil provided to surround an outer circumferential surface of the induction heating block and inductively heating the induction heating block by inducing electromotive force.
  • the present invention provides a method for manufacturing an organic light emitting display device.
  • An organic light emitting display device manufacturing method the step of transferring the substrate into the chamber; Forming a deposition layer such that a deposition material emitted from the vacuum deposition source is deposited on the substrate while the vacuum deposition source provided in the chamber and the substrate are spaced apart at predetermined intervals; And returning the substrate from the chamber, wherein the vacuum deposition source comprises: a crucible provided with a nozzle to form a deposition material accommodating space and communicating with the deposition material accommodating space; An induction heating block made of carbon provided to surround an outer circumference of the crucible; And an induction coil provided to surround an outer circumferential surface of the induction heating block and inductively heating the induction heating block by inductive contact by inducing electromotive force.
  • the present invention provides an organic light emitting display device.
  • An organic light emitting display device a substrate; A plurality of thin film transistors disposed on the substrate; A plurality of pixel electrodes electrically connected to the thin film transistor; Deposition layers disposed on the pixel electrodes; And a counter electrode disposed on the deposition layers, wherein at least one of the thin film transistor, the pixel electrode, the deposition layer, and the counter electrode uses the vacuum deposition source of any one of claims 1 to 17. Can be formed.
  • the crucible is dualized with an induction heating block so as to realize the advantages of the viscous vacuum evaporation source, the linear evaporation source, and the induction heating method, and the induction coil induces an electromotive force on the induction heating block to deposit the deposition material.
  • the induction coil induces an electromotive force on the induction heating block to deposit the deposition material.
  • a carbon material may prevent a reaction caused by contact with the deposition material in the heating process, thereby making a high purity deposition material.
  • the induction heating block is provided in a through shape, thereby inducing heat to escape to the lower portion of the induction heating block, thereby improving the temperature gradient effect of the crucible along the height direction, thereby suppressing the flow of the deposition material.
  • the separation is provided between the crucible storage space and the crucible, the desorption of the crucible from the induction heating block is facilitated, thereby simplifying the filling of the deposition material and facilitating repeated use, and thus suitable for the properties of the deposition material.
  • the crucible of the material can be used to improve the durability of the vacuum deposition source and to improve the deposition efficiency.
  • a temperature gradient along the height direction may be formed to be suitable for vaporization characteristics of the deposition material, thereby improving deposition efficiency.
  • the heat source can be concentrated in a desired region, thereby preventing or minimizing the deterioration of the deposition material.
  • Vacuum deposition source by heating the induction heating block primarily by an induction heating method to prevent damage due to the direct heating of the crucible, it is possible to improve the precise control of temperature and temperature uniformity There is an advantage.
  • the crucible can be easily detached and stress is not concentrated in a specific part during use, thereby minimizing crucible breakage and improving durability of the crucible. There is an advantage to that.
  • the housing according to an embodiment of the present invention has an advantage of suppressing external discharge of heat generated inside the vacuum deposition source by providing a cooling water passage, and improving durability of the housing.
  • FIG. 1 is a front sectional view schematically showing a vacuum deposition source according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view schematically showing a part of the vacuum deposition source according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a front sectional view schematically showing the crucible according to an embodiment of the present invention.
  • 4 or 5 is a view for explaining the coupling relationship between the crucible and the induction heating block according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a front sectional view schematically showing a housing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a front sectional view schematically showing the auxiliary heating means according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic light emitting display device manufactured using the vacuum deposition source of FIGS. 1 to 7.
  • first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • second component in another embodiment.
  • Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment.
  • the term 'and / or' is used herein to include at least one of the components listed before and after.
  • connection is used herein to mean both indirectly connecting a plurality of components, and directly connecting.
  • FIG. 1 is a front sectional view schematically showing a vacuum deposition source 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the vacuum deposition source 10 may be an apparatus for vaporizing a thin film manufacturing target material by heating a deposition material.
  • the vacuum deposition source 10 may emit the deposition material in an opposite direction (eg, an upper height direction in the + Z direction) of the substrate (not shown) as the deposition material stored therein is evaporated or sublimed.
  • the vacuum deposition source 10 may include a crucible 100, an induction heating block 200, an induction coil 300, and further include a housing 400 and an auxiliary heating means (not shown). have.
  • the vacuum evaporation source 10 may be provided with the crucible 100, the induction heating block 200, the induction coil 300, and the housing 400 sequentially arranged in the circumferential direction. It may have a structure in which the induction heating block 200, the induction coil 300, and the housing 400 are wrapped in order from the crucible 100 in which the deposition material is accommodated.
  • the crucible 100 is positioned at the innermost side with respect to the outer circumferential direction
  • the induction heating block 200 is positioned in a form surrounding the outer circumference
  • the induction coil 300 is positioned in the form surrounding the induction heating block 200.
  • the housing 400 is positioned to surround the induction coil 300, the spirit of the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view schematically showing a part of the vacuum deposition source 10 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a front sectional view schematically showing the crucible 100 according to an embodiment of the present invention
  • 4 or 5 are views for explaining a coupling relationship between the crucible 100 and the induction heating block 200 according to an embodiment of the present invention.
  • a deposition material accommodating space 110 may be formed in the crucible 100.
  • the crucible 100 may include a nozzle 120, and may further include a crucible compartment 130, a crucible first region 141, a crucible second region 142, and a crucible third region 143. have.
  • Crucible 100 may be composed of one or a plurality.
  • the crucible 100 may be installed to be detachably attached to the induction heating block 200 to be described later.
  • the crucible 100 may be made of a non-metallic material or a metallic material, such as ceramic, depending on the characteristics of the thin film for deposition deposited on a substrate (not shown).
  • the crucible 100 may have a cylindrical shape having a predetermined diameter or a polygonal shape having a predetermined cross-sectional area.
  • the crucible 100 may have a rounded corner portion in order to minimize the stress generated in the corner portion.
  • the outer circumferential edge of the crucible 100 may be spaced apart from the inside of the induction heating block 200, that is, the crucible accommodation space 210, to facilitate detachment of the crucible 100 from the crucible accommodation space 210.
  • the deposition material accommodating space 110 may be provided in an open shape at one end as an outlet through which the deposition material is vaporized while receiving the deposition material.
  • the deposition material may be provided with various properties such as a metallic deposition material and an organic material according to the characteristics of the deposition thin film deposited on a substrate (not shown).
  • the nozzle 120 may be provided at a position opposite to the substrate (not shown) in order to deposit the vaporized deposition material heated on the inside of the crucible 100 on the substrate (not shown).
  • the nozzle 120 may be provided at the end of the crucible 100 so as to communicate with the deposition material receiving space 110.
  • the nozzle 120 is illustrated in FIG. 1 as being fitted to the crucible 100, that is, the outlet side end of the deposition material accommodating space 110, the spirit of the present invention is not limited thereto.
  • the nozzle 120 may be provided integrally with the crucible 100.
  • the nozzle 120 may have various cross-sectional shapes of the nozzle 120 according to the characteristics of the deposited thin film.
  • the diameter of the nozzle 120 may be a venturi nozzle having a smaller diameter toward the outlet.
  • the middle of the conduit may be an orifice nozzle having a diameter smaller than the cross-sectional area of the conduit end.
  • the nozzle 120 may be provided in various shapes corresponding to the shape of the upper end of the induction heating block 200.
  • the shape of the nozzle 120 may spatially partition the deposition material accommodating space 110 and the induction heating block 200 such that the deposition material contained in the deposition material accommodating space 110 does not contact the induction heating block 200. It may be arranged to.
  • the top surface of the crucible 100 may be formed by the top surface of the crucible 100 to prevent contact between the deposition material and the induction heating block 200. It may have a position at least equal to or higher than the top surface of the induction heating block 200 in contact. Furthermore, the crucible 100 may include a crucible compartment 130. When the deposition material is in contact with the induction heating block 200, the carbon component flows out from the induction heating block 200, and the carbon component is mixed with impurities in the deposition material to prevent the deposition efficiency from being impaired.
  • the crucible compartment 130 may extend in the outer circumferential direction at the upper end of the crucible 100.
  • the crucible compartment 130 which spatially separates the deposition material and the induction heating block 200, further serves as a support part in which the crucible 100 is supported while being in surface contact with the upper end of the induction heating block 200. Can be.
  • the outer periphery of the crucible compartment 130 may be provided with a diameter larger than the outer periphery of the induction heating block 200 to provide a step.
  • the operator can easily detach the crucible 100 from the induction heating block 200.
  • the crucible 100 may have a length different from each other in the height direction with the induction heating block 200 and the induction coil 300 to be described later.
  • Crucible 100 may be provided to have a longer length than the induction heating block 200 to be described later in the height direction. That is, by taking the length of the crucible 100 different from the length of the induction heating block 200 or the induction coil 300, it is possible to give a difference in the position-specific temperature of the crucible 100 in the height direction.
  • the crucible 100 includes a crucible first region 141, a crucible second region 142, and a crucible third region 143 in a height direction according to an area facing the induction heating block 200 and the induction coil 300. ) Can be partitioned.
  • the crucible first region 141, the crucible second region 142, and the crucible third region 143 are divided for convenience in order to more easily describe an area where the heat is concentrated and the heat is concentrated.
  • the crucible first area 141, the crucible second area 142, and the crucible third area 143 are the crucible third area 143 and the crucible second area 142 and the crucible first area 141. It can have a temperature gradient that increases in temperature in order.
  • the crucible first region 141 may have a predetermined length corresponding to the induction coil 300 to be described later in the height direction. That is, the crucible first region 141 is provided to face in the height direction of the induction coil 300 to a length corresponding to the induction coil 300, thereby providing a strong strength to the induction heating block 200 adjacent from the induction coil 300. It can form an induced electromotive force of. Therefore, the crucible first region 141 forms a relatively higher temperature than the crucible second region 142 or the crucible third region 143 so that the heat source is concentrated on the top of the crucible 100 so as to increase the deposition efficiency. Can be improved.
  • the crucible second region 142 may have a predetermined length to correspond to the induction heating block 200 to be described later together with the crucible first region 141 in the height direction.
  • the crucible second region 142 may extend from the crucible first region 141 to a predetermined length.
  • the crucible second region 142 is provided to face the induction heating block 200 in a length corresponding to the induction heating block 200, so that the induction heating is performed by the induction coil 300 compared to the crucible first region 141.
  • a small intensity of induced electromotive force may be formed in the block 200. Therefore, the crucible second region 142 forms a temperature lower than the crucible first region 141 and higher than the crucible third region 143 so that heat is concentrated on the upper crucible first region 141. Can improve.
  • the crucible third region 143 may be a surface that is not in contact with the induction heating block 200 in the height direction and is exposed in the accommodation space 410 to be described later.
  • the crucible third region 143 may extend from the crucible second region 142 to a predetermined length. Since the induction electromotive force does not directly occur, the crucible third region 143 may maintain a relatively lower temperature than the crucible first region 141 or the crucible second region 142, and thus the flow of the deposition material. By suppressing the deposition efficiency of the deposition material can be prevented or minimized even by prolonged use of the vacuum deposition source 10 to improve deposition efficiency.
  • the deposition material filled in the crucible 100 by the heat source may be heated and vaporized.
  • the temperature sensor may detect a temperature of the crucible 100 and adjust the amount of heat generated according to generation of induced electromotive force.
  • the temperature sensor may be provided at the lower end of the crucible 100 and the upper end of the crucible 100, respectively.
  • the plurality of temperature sensors may check the temperature gradient of the crucible 100 by measuring the temperature for each position in the height direction of the crucible 100.
  • the induction heating block 200 is inductively heated by an induction coil 300 to be described later to change the deposition material in the crucible 100 into a gaseous state, and further, one or more crucibles. 100 can be stored.
  • the induction heating block 200 may be made of a conductor material such as graphite of carbon material.
  • Induction heating block 200 is preferably installed to be biased to the upper end of the crucible (100). To intensively heat the top of the deposition material, for example the surface layer of the deposition material.
  • the induction heating block 200 may be provided to have a length longer than the induction coil 300 to be described later in the height direction. That is, by taking the length of the induction heating block 200 different from the length of the induction coil 300, it is possible to give a difference in the temperature for each position of the crucible 100 in the height direction.
  • the induction heating block 200 may be provided in the form of one block in order to facilitate manufacture and increase the size.
  • One or more crucibles 100 may be fitted to the induction heating block 200 so as to be detachable.
  • a crucible accommodation space 210 for accommodating the crucible 100 may be formed in the induction heating block 200.
  • the crucible receiving space 210 may be provided in a shape surrounding the outer circumference of the crucible 100.
  • the crucible 100 may be stored in each crucible receiving space 210.
  • One or more crucible accommodation spaces 210 may be provided in the induction heating block 200 in a number corresponding to the crucible 100.
  • each crucible receiving space 210 may be provided in a row at a predetermined interval.
  • the crucible receiving space 210 may have a shape penetrated in the height direction. By drilling the lower end of the induction heating block 200 to allow heat to escape downward, the heat transmitted to the lower part of the crucible 100 is minimized and the temperature of the crucible second region 142 or the crucible third region 143 is minimized. This is to lower the temperature to provide a temperature gradient with the crucible first region 141.
  • the diameter of the crucible 100 may be provided to be smaller than the diameter of the crucible accommodation space 210.
  • the outer circumference of the crucible 100 and the inside of the induction heating block 200, that is, the crucible accommodation space 210 may be spaced apart from each other.
  • the induction heating block 200 By separately separating the induction heating block 200 and the crucible 100, it is possible to prevent the crucible 100 from being directly heated by the induction coil 300, which will be described later, and the crucible first region 141.
  • the thermal energy to the crucible second region 142 may be concentrated.
  • the induction coil 300 may supply heat to the deposition material. According to the Lenz law, an electromotive force (induction current) may be induced in the induction heating block 200 by the magnetic field of the induction coil 300. The induction coil 300 may inductively heat the induction heating block 200 without being in contact with the induction heating block 200.
  • the induction coil 300 may be provided around the induction heating block 200 at a constant height section in the height direction while winding the outer circumferential surface of the induction heating block 200.
  • the induction coil 300 may be provided at a specific position in order to control the heating temperature for each region of the crucible 100.
  • the induction coil 300 is positioned above the housing 400 so that heat can be concentrated to the top, it is illustrated in FIG. 1, but the spirit of the present invention is not limited thereto. That is, the position of the induction coil 300 may be differently provided in the height direction according to the characteristics of the deposition material.
  • the alternating current applied to the induction coil 300 may be controlled by an induction coil control module (not shown).
  • the induction coil 300 may be provided with a copper pipe, and by providing a cooling water path (not shown) through which water flows inside the induction coil 300, the temperature of the induction coil 300 is kept constant to induce. The heating performance can be improved.
  • the induction coil control module may control the heating degree of the induction heating block 200 by adjusting the amount of alternating current applied to the induction coil 300 according to the heating degree of the deposition material.
  • FIG. 6 is a front sectional view schematically showing the housing 400 according to an embodiment of the present invention.
  • the housing 400 may include an accommodation space 410 therein such that the crucible 100, the induction heating block 200, and the induction coil 300 are accommodated therein.
  • the housing 400 may have a wall 420 having a predetermined thickness to surround the accommodation space 410.
  • the housing 400 may further include an insulating block 430, an insulating block support 440, an induction heating block support 450, and a cover 460.
  • the wall 420 may have a cooling water path 421 which is a flow path of the cooling water therein, in order to maintain an appropriate temperature range.
  • the wall 420 may have a U shape in which one surface thereof is opened to surround the accommodation space 410.
  • the wall 420 may include an outer wall (not shown) and an inner wall (not shown).
  • Both ends of the cooling water passage 421 may be provided at the outer edge of the wall 420. Both ends of the cooling water passage 421 communicate with a cooling water inlet tube (not shown) and a cooling water outlet tube (not shown), respectively, to supply and discharge the cooling water passage.
  • the housing 400 may be divided into respective regions to provide a cooling flow to the cooling water passages 421 for each region, or one cooling passage may be provided to the entire housing 400.
  • the outer wall body (not shown), a groove corresponding to the cooling water passage 421 may be formed on one surface.
  • the inner wall body (not shown) may be coupled in surface contact with each other while facing one surface of the outer wall body (not shown).
  • the interior of the outer wall (not shown) and the shape of one surface of the inner wall (not shown) Cooling water passage 421 may be formed.
  • the outer wall body (not shown) may form an external cooling channel (not shown) on one surface, and the inner wall body (not shown) may form an inner cooling channel (not shown) on one surface thereof.
  • the outer wall (not shown) and the inner wall (not shown) forms a wall 420, and the outer cooling channel (not shown) and the inner cooling channel (not shown) are engaged with the shape of the cooling water channel (421). Can be provided.
  • the insulating block 430 blocks the contact between the deposition material and the induction coil 300 by blocking the inflow of outside air into the insulating block 430 to partition the induction coil 300 from the accommodation space 410 into a predetermined area. Can be.
  • the insulating block 430 may be disposed to surround the outer surface of the induction coil 300 along the length direction of the induction coil 300.
  • the insulating block 430 may be made of quartz.
  • the insulating block support 440 may support one surface of the insulating block and the other surface may be fixedly supported on the inner wall of the housing 400.
  • the insulating block support 440 may extend in an inward direction on one surface of the wall 420.
  • the induction heating block supporter 450 may be provided at one end of the accommodation space 410. More specifically, the induction heating block supporter 450 may extend in the height direction on the other surface of the wall 420. In this case, the other surface of the wall 420 may be another surface in a direction perpendicular to one surface of the wall 420 on which the insulating block support 440 is installed.
  • the induction heating block supporter 450 may support one surface of the induction heating block 200, and the other surface may be fixedly supported on the inner wall of the housing 400.
  • the induction heating block supporter 450 is a plate-like member facing each other in the longitudinal direction and is shown in FIGS.
  • the induction heating block supporter 450 may be provided in an appropriate size and shape according to the weight of the induction heating block 200 and the crucible 100.
  • the insulating block support 440 may be located above the induction heating block support 450 in the height direction.
  • the cover 460 allows the heat energy in the accommodation space 410 to be concentrated on the divergence path of the deposition material, and prevents heat generation in a path other than the divergence path of the deposition material.
  • the cover 460 may be provided on one surface of the opened wall 420 to open and close one surface of the accommodation space 410.
  • the cover 460 may be hinged to some end of the housing 400. In this case, the cover 460 may be hinged and opened and closed in both directions.
  • the cover 460 may have a size and shape corresponding to the opening, and may be provided in a manner to cover the opening region. That is, the cover 460 may be fitted in a concave-convex manner facing the opening.
  • the resistance heater 510 is preliminary heating means for compensating the heating degree of the induction heating block 200 in order to reduce the variation in the heating temperature in the horizontal direction.
  • the resistance heater 510 may be provided in one or plural in order to heat the lower end of the crucible 100 and the lower end of the induction heating block 200.
  • the resistance heater 510 may be implemented as an electric heater having a resistance line.
  • the resistance heater 510 using the resistance wire may adjust the evaporation rate (deposition rate) of the deposition material by finely controlling the temperature of the crucible 100 or the induction heating block 200. At this time, the degree of heating of the resistance heater 510 may be adjusted by controlling the amount of current applied to the resistance heater 510.
  • the resistance heater 510 using the resistance line may be provided in a vertical arrangement to reduce the temperature variation in the longitudinal direction when the deposition material in the deposition material accommodating space 110 is heated.
  • the resistance heater 510 may be provided in one or a plurality.
  • the resistance heater 510 may be provided in a number corresponding to each crucible 100.
  • the resistance heater control module 520 may adjust the degree of heating of the resistance heater 510 by controlling the current applied to the resistance heater 510.
  • the resistance heater control module 520 may be provided in a number corresponding to each resistance heater 510.
  • the substrate (not shown) may be transferred into the chamber (not shown).
  • S10 A liquid or solid deposition material may be contained in the deposition material accommodating space 110 of the crucible 100.
  • the crucible 100 may be inserted into the crucible accommodation space 210 of the induction heating block 200 in the direction from the top to the bottom.
  • the vacuum deposition source 10 provided in the chamber (not shown) and the substrate may be arranged to be spaced apart at predetermined intervals.
  • the deposition material emitted from the vacuum deposition source 10 may be deposited on a substrate (not shown) to form a deposition layer.
  • an induction heating block is applied by applying an AC power to the induction coil 300. Electromotive force may be induced at 200.
  • Heat may be transferred to the deposition material accommodating space 110 in the crucible 100 by heating the induction heating block 200, thereby heating the deposition material.
  • the heated deposition material may be discharged in the form of a gas through the nozzle 120 in the upper direction, that is, in a direction opposite to the substrate (not shown).
  • the substrate (not shown) may be returned from the chamber (not shown).
  • the deposition material may be filled into the crucible 100 for other deposition processing.
  • S40 More specifically, by opening the cover 460 in the housing 400, an upper space is provided so that the crucible 100 can be separated.
  • Each crucible 100 can be separated from the induction heating block 200.
  • S42 The nozzle 120 can be separated from the crucible 100 in the upper height direction.
  • the deposition material to be used for the next deposition processing may be filled in the deposition material receiving space 110 of the crucible 100.
  • the organic light emitting display device 1 manufactured using the vacuum deposition source 10 described above is as follows.
  • FIGS. 1 to 7 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting display device 1 manufactured using the vacuum deposition source 10 of FIGS. 1 to 7.
  • the substrate 1000 may be the substrate itself or a cut part of the substrate.
  • the substrate 1000 may be formed of a transparent material, for example, a glass material, a plastic material, or a metal material.
  • a common layer may be formed on the entire surface of the substrate 1000, such as a buffer layer 1100, a gate insulating film 1300, an interlayer insulating film 1500, and the like.
  • a patterned semiconductor layer 1200 including the channel region 1210, the source contact region 1220, and the drain contact region 1230 may be formed.
  • a gate electrode 1400, a source electrode 1600, and a drain electrode 1700 which are components of the thin film transistor TFT, may be formed.
  • a passivation layer 1800 covering the thin film transistor TFT and a planarization layer 1900 disposed on the passivation layer 1800 and having a substantially flat top surface may be formed on the entire surface of the substrate 1000.
  • the planarization film 1900 includes a patterned pixel electrode 2100, an opposite electrode 2300 approximately corresponding to the entire surface of the substrate 1000, and a light emitting layer interposed between the pixel electrode 2100 and the opposite electrode 2300.
  • An organic light emitting diode (OLED) including an intermediate layer 2200 having a multilayer structure may be formed.
  • the intermediate layer 2200 may be a common layer that substantially corresponds to the entire surface of the substrate 1000, which is a partial layer, and the other layer may be a pattern layer patterned to correspond to the pixel electrode 2100.
  • the pixel electrode 2100 may be electrically connected to the thin film transistor TFT through a via hole.
  • a pixel definition layer 2000 covering an edge of the pixel electrode 2100 and having an opening defining each pixel region may be formed on the planarization layer 1900 to substantially correspond to the entire surface of the substrate 1000.
  • the organic light emitting display device 1 In the case of the organic light emitting display device 1, at least some of the components may be formed using the vacuum deposition source 10 or the organic light emitting display device manufacturing method according to the above-described embodiments.
  • the intermediate layer 2200 may be formed using the vacuum deposition source 10 or the organic light emitting display device manufacturing method according to the above-described embodiments.
  • a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an emission layer (EML), an electron transport layer (ETL), which may be included in the intermediate layer 2200 HIL
  • An electron injection layer (EIL) may be formed using the vacuum deposition source 10 or the organic light emitting display device manufacturing method according to the above embodiments.

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Abstract

진공 증착원과 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착원은, 증착물질 수용공간이 형성되고 상기 증착물질 수용공간과 연통되도록 노즐이 마련된 도가니; 상기 도가니의 외주연을 감싸도록 마련된 탄소 재질의 유도 가열 블록; 및 상기 유도 가열 블록의 외주면을 감싸도록 마련되고, 기전력을 유도하여 상기 유도 가열 블록을 비접촉식으로 유도 가열하는 유도 코일을 포함할 수 있다.

Description

진공 증착원과 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치
본 발명은 진공 증착원과 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 진공 분위기의 챔버 내부에서 유도 가열 원리를 이용한 증착공정이 이루어지는 진공 증착원과 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치들 중에서도 유기발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display, OLED)는 시야각이 넓고, 콘트라스트(contrast)가 우수할 뿐만 아니라, 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다. 그에 따라 유기발광표시장치(OLED)의 사용 영역이 점차 확대되어 가는 추세이다.
이러한 유기발광표시장치(OLED)의 제작에 있어서, 유기박막층과 도전체 박막을 형성하는 공정이 요구된다. 플라즈마에 취약한 유기물의 특성상, 이러한 박막 형성 공정에 진공 증발 증착법이 주로 사용된다.
일반적으로 진공 증발 증착법을 구현하기 위한 진공 증착원이란 진공의 챔버(chamber) 내에서 증착물질을 녹는점 또는 승화점 보다 높은 온도로 가열하여 기화된 증기를 분사하는 장치이다.
이러한 진공 증착원은 분사 홀의 개수 및/또는 배열 방식에 따라 점형 증발원(point source), 선형 증발원(linear source), 면 증발원(area source) 등으로 구분된다.
전극으로 쓰이는 금속재료의 경우, 증착물질을 충분히 발생시키려면 고온의 증착온도를 필요로 한다. 이때 금속전극 증착공정은 주로 점형 증발원이 이용된다. 이러한 점형 증발원은 기판에 증착물질을 증착시킴에 있어 점형 증발원과의 거리에 따라 가까운 영역은 박막이 두껍게 형성되고 먼 영역은 얇게 형성되므로 박막을 균일하게 만들기 어렵다. 따라서 기판 중심으로부터 먼 위치에 점형 증발원을 설치하여 기판을 회전하는 방식을 취하고 있다.
하지만 그에 따라 증착 챔버는 크기가 커지고 먼 거리에서 분출된 증착물질의 대부분이 기판 이외의 증착 챔버에 증착되어 불필요한 증착물질의 소모로 증착효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한 잦은 횟수로 증착원의 재충전을 필요로 하거나 증착 챔버에 다수의 점형 증발원을 설치하고 복잡한 제어를 통해 사용해야 하는 등의 문제점이 있었다. 점차 기판이 대면적화되어 감에 따라, 이러한 문제는 점차 심화되는 추세이다.
이와 달리 선형 증발원은 점형 증발원에 비하여 증착 재료의 효율이 높을 뿐만 아니라 증착 속도를 빠르게 구현 가능하고, 증착 챔버의 크기 또한 줄일 수 있다. 기판 또는 증발원의 직선 이동을 통해 대면적 기판에 균일한 증착이 가능하다.
다만 선형 증발원은 큰 규모에 따른 구조적 내열성이 부족하여, 점형 증발원에 비해 구현 가능한 온도범위가 적고, 증착 속도의 제어가 어렵다. 고온의 증착온도로 구현하기 어렵기 때문에, 선행 증발원은 주로 낮은 온도에서 구현 가능한 유기물 증착공정에 이용된다. 따라서 높은 온도를 필요로 하는 증착물질에는 선형 증발원을 이용할 수 없는 문제점이 있었다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 1) 등록특허공보 제10-1489383호(2015.02.04.)
(특허문헌 2) 특허공개공보 제10-2017-0061456호(2017.06.05.)
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 점 증발원의 특징인 구조적 내열성을 가짐으로써 구조적 변형을 최소화할 수 있는 진공 증착원과 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 선형 증발원의 특징인 생산성 향상에 따라 단 시간 내 빠른 제조가 가능하므로 대량 생산에 유리한 진공 증착원과 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 유도 가열 방식이 가지는 전류 수용체의 내구성과 전력효율을 향상시킨 진공 증착원과 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 도가니의 영역에 따른 온도 구배로 증착 효율과 증착 공정의 신뢰성을 향상시킨 진공 증착원과 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 진공 증착원을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 증착원은, 증착물질 수용공간이 형성되고 상기 증착물질 수용공간과 연통되도록 노즐이 마련된 도가니; 상기 도가니의 외주연을 감싸도록 마련된 탄소 재질의 유도 가열 블록; 및 상기 유도 가열 블록의 외주면을 감싸도록 마련되고, 기전력을 유도하여 상기 유도 가열 블록을 비접촉식으로 유도 가열하는 유도 코일을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 도가니의 상단면은 상기 유도 가열 블록의 상단면과 적어도 같거나 높은 위치를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 유도 가열 블록은 상기 도가니를 수납하는 도가니 수납공간이 형성되고, 상기 도가니 수납공간은 높이방향으로 관통하도록 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 도가니는 원통 형상으로, 상기 도가니의 외주연은 상기 도가니 수납공간의 내경보다 작아 상기 도가니 수납공간과 상기 도가니 사이가 이격될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 도가니는 복수 개가 개별적으로 상기 유도 가열 블록에 탈착 가능하도록 끼움 결합될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 도가니는, 상기 도가니의 상단부에 외주방향으로 연장되어, 증착물질과 상기 유도 가열 블록을 공간적으로 분리 구획하는 도가니 구획부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 노즐은 상기 증착물질 수용공간 출구 측 단부에 끼움 결합되어, 기화된 증착물질을 분사할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 도가니와 상기 유도 가열 블록, 상기 유도 코일은 높이방향으로 길이가 서로 다를 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 도가니는, 도가니 제1 영역; 상기 도가니 제1 영역에서 소정의 길이로 연장 형성된 도가니 제2 영역; 및 상기 도가니 제2 영역에 소정의 길이로 연장 형성된 도가니 제3 영역을 포함하며, 상기 도가니 제1 영역과 상기 도가니 제2 영역, 상기 도가니 제3 영역은 높이방향에서 연속될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 도가니 제1 영역은 상기 높이방향으로 상기 유도 코일에 대응되는 소정의 길이를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 도가니 제2 영역은 상기 높이방향으로 상기 유도 가열 블록에 대응되는 소정의 길이를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 유도 가열 블록은 상기 높이방향으로 상기 유도 코일보다 긴 길이를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 도가니, 상기 유도 가열 블록, 상기 유도 코일을 수용하도록 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간을 둘러싸도록 일정 두께의 벽체를 가지는 하우징을 포함하되, 상기 벽체는 내부에 냉각수로가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 도가니, 상기 유도 가열 블록, 상기 유도 코일을 수용하도록 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간을 둘러싸도록 일정 두께의 벽체를 가지는 하우징을 포함하되, 상기 하우징은, 상기 유도 코일의 외면을 감싸도록 배치 마련된 절연 블록; 상기 벽체의 일면에 내측 방향으로 연장 형성되고, 상기 절연 블록을 지지하는 절연 블록 지지대; 및 상기 벽체의 타면에 높이방향으로 연장 형성되고, 상기 유도 가열 블록을 지지하는 유도 가열 블록 지지대를 포함하며, 상기 절연 블록 지지대는 상기 높이방향으로 상기 유도 가열 블록 지지대보다 상부에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 하우징은, 상기 수용공간을 차폐할 수 있도록 커버를 더 포함하고, 상기 커버의 단부는 상기 하우징의 단부 일측에 힌지 결합될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 도가니의 하단부에 마련되어 상기 도가니의 하단부와 상기 유도 가열 블록의 하단부를 가열하는 하나 또는 복수 개의 저항 히터; 및 상기 저항 히터에 인가되는 전류 제어가 가능한 하나 또는 복수 개의 저항 히터 제어모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 진공 증착원은, 증착물질 수용공간이 형성되고 상기 증착물질 수용공간과 연통되도록 노즐이 마련된 복수 개의 도가니; 일정 간격으로 도가니 수납공간이 형성되고, 상기 도가니 수납공간 마다 상기 도가니가 수납된 탄소 재질의 유도 가열 블록; 및 상기 유도 가열 블록의 외주면을 감싸도록 마련되고, 기전력을 유도하여 상기 유도 가열 블록을 비접촉식으로 가열하는 유도 코일을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유기발광 디스플레이 장치 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법은, 기판을 챔버 내로 이송하는 단계; 상기 챔버 내에 마련된 진공 증착원과 상기 기판이 소정 간격으로 이격된 상태에서, 상기 진공 증착원으로부터 발산된 증착물질이 상기 기판에 증착되도록 증착층을 형성하는 단계; 및 상기 기판을 상기 챔버로부터 회송하는 단계를 포함하고, 상기 진공 증착원은, 증착물질 수용공간이 형성되고 상기 증착물질 수용공간과 연통되도록 노즐이 마련된 도가니; 상기 도가니의 외주연을 감싸도록 마련된 탄소 재질의 유도 가열 블록; 및 상기 유도 가열 블록의 외주면을 감싸도록 마련되고, 기전력을 유도하여 상기 유도 가열 블록을 비접촉식으로 유도 가열하는 유도 코일을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유기발광 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 유기발광 디스플레이 장치는, 기판; 상기 기판 상에 배치된, 복수 개의 박막트랜지스터들; 상기 박막트랜지스터에 전기적으로 연결된 복수 개의 화소전극들; 상기 화소전극들 상에 배치된 증착층들; 및 상기 증착층들 상에 배치된 대향 전극을 포함하고, 상기 박막트랜지스터, 상기 화소전극, 상기 증착층 그리고 상기 대향 전극 중 적어도 어느 하나는 제1항 내지 17항 중 어느 한 항의 진공 증착원을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 점형 진공 증발원과 선형 증발원, 유도 가열 방식이 가지는 각각의 장점을 구현할 수 있도록 도가니를 유도 가열 블록과 이원화하고, 유도 코일로 유도 가열 블록에 기전력을 유도해 증착물질을 가열함으로써, 구조적 내열성과 내구성, 전력효율, 나아가 생산성을 향상시킨 이점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 증착물질을 유도 가열 블록으로부터 분리 구획할 수 있는 도가니 구획부를 마련함으로써 가열 과정에서 탄소 재질이 증착물질과의 접촉에 따른 반응을 막아 고순도의 증착물질을 만들 수 있어, 증착효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 유도 가열 블록이 관통 형상으로 마련됨으로써, 열이 유도 가열 블록의 하부로 빠져나가도록 유도해 높이방향에 따른 도가니의 온도 구배 효과를 향상시켜 증착물질의 유동이 억제된 안정된 상태에서 증착효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 도가니 수납공간과 도가니 사이에 이격이 마련됨으로써, 유도 가열 블록으로부터 도가니의 탈착이 용이해져 증착물질의 충진이 간이해지고 반복적 사용을 용이하게 해, 증착물질의 성질별 적합한 재질의 도가니를 사용할 수 있어 진공 증착원의 내구성을 향상시키고 증착효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 도가니 제1 영역과 도가니 제2 영역, 도가니 제3 영역을 마련함으로써, 높이방향에 따른 온도 구배를 증착물질의 기화 특성에 적합하게 형성시켜 증착효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 도가니와 유도 가열 블록, 유도 코일 간 높이방향의 길이를 달리 함으로써, 원하는 영역에 열원이 집중시킬 수 있어 증착물질의 변질을 방지하거나 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 증착원은 유도 가열 방식에 의해 일차적으로 유도 가열 블록을 가열함으로써 도가니의 직접적 가열에 따른 파손을 방지할 뿐 아니라 온도의 정밀 제어와 온도 균일성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 증착원은 원통 형상의 도가니를 이용함으로써, 도가니의 탈착을 용이하게 하고 사용시 특정 부분에 응력이 집중되지 않도록 하여 도가니 파손을 최소화하여 도가니의 사용상 내구성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 하우징은 냉각수로를 마련함으로써, 진공 증착원 내부에서 발생한 열의 외부 배출을 억제시키며, 하우징의 내구성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 증착원을 개략적으로 도시한 정단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 증착원 중 일부를 개략적으로 도시한 사시 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도가니를 개략적으로 도시한 정단면도이다.
도 4 또는 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도가니와 유도 가열 블록의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하우징을 개략적으로 도시한 정단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보조 가열 수단을 개략적으로 도시한 정단면도이다.
도 8은 도 1 내지 도 7의 진공 증착원을 이용하여 제조된 유기발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 증착원(10)을 개략적으로 도시한 정단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 증착원(10)은, 증착물질을 가열하여 박막제조 대상물질을 기화시키는 장치일 수 있다. 이러한 진공 증착원(10)은, 내부에 수납된 증착물질이 증발 또는 승화됨에 따라 기판(미도시)의 대향방향(예컨대 +Z 방향인 상측 높이방향)으로 증착물질을 방사할 수 있다. 구체적으로 진공 증착원(10)은, 도가니(100)와, 유도 가열 블록(200), 유도 코일(300)을 포함하고, 나아가 하우징(400)과 보조 가열 수단(미도시)을 더 포함할 수 있다.
이 경우 진공 증착원(10)은, 도가니(100)와 유도 가열 블록(200), 유도 코일(300), 하우징(400)이 외주 방향에서 순차적으로 배치 마련될 수 있다. 증착물질이 수용되는 도가니(100)로부터 유도 가열 블록(200), 유도 코일(300), 하우징(400) 순으로 감싸는 형태의 구조를 가질 수 있다. 도 1에서는 외주 방향에 대해서 도가니(100)가 가장 안쪽에 위치하고, 그 외주를 감싸는 형태로 유도 가열 블록(200)이 위치하고, 유도 가열 블록(200)을 감싸는 형태로 유도 코일(300)이 위치하고, 유도 코일(300)을 감싸는 형태로 하우징(400)이 위치하는 구조로 도시하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다.
도가니(100)
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 증착원(10) 중 일부를 개략적으로 도시한 사시 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도가니(100)를 개략적으로 도시한 정단면도이고, 도 4 또는 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도가니(100)와 유도 가열 블록(200)의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 도가니(100)는, 그 내부에 증착물질을 수용하는 증착물질 수용공간(110)이 형성될 수 있다. 이러한 도가니(100)는, 노즐(120)을 포함하며, 도가니 구획부(130)와 도가니 제1 영역(141), 도가니 제2 영역(142), 도가니 제3 영역(143)을 더 포함할 수 있다.
도가니(100)는, 하나 또는 복수 개로 구성될 수 있다. 이 경우 도가니(100)는, 후술할 유도 가열 블록(200)에 탈착 가능하도록 결합 설치될 수 있다.
도가니(100)는, 기판(미도시)에 증착되는 증착용 박막의 특성에 따라 세라믹 등 비금속성 재질 또는 금속성 재질로 이루어질 수 있다. 도가니(100)는, 소정의 직경을 가지는 원통형상의 통 형태이거나 소정의 단면적을 가지는 다각형 형태를 가질 수 있다. 또한 도가니(100)는 모서리 부분에서 발생하는 응력을 최소화하기 위해 모서리 부분이 둥근 형상을 가질 수 있다. 도가니(100)의 외주연은, 유도 가열 블록(200)의 내부, 즉 도가니 수납공간(210)과 서로 이격되어, 도가니 수납공간(210)으로부터 도가니(100)의 탈착을 용이하게 할 수 있다.
증착물질 수용공간(110)은, 증착물질을 수용함과 동시에 증착물질이 기화되어 나가는 출구로서 일 단부가 개방된 형상으로 마련될 수 있다. 이 경우 증착물질은, 기판(미도시)에 증착되는 증착용 박막의 특성에 따라 금속성 증착물질, 유기물질 등 다양한 성질의 것으로 제공될 수 있다.
노즐(120)은, 도가니(100) 내부에서 가열되어 기화된 증착물질을 기판(미도시)에 증착시키기 위하여 기판(미도시)에 대향하는 위치에 마련될 수 있다. 이러한 노즐(120)은, 증착물질 수용공간(110)과 연통되도록 도가니(100)의 단부에 마련될 수 있다. 노즐(120)은, 도가니(100), 즉 증착물질 수용공간(110)의 출구 측 단부에 끼움 결합되는 것으로 도 1에서는 도시하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 이외에도 노즐(120)은, 도가니(100)와 일체형으로 마련될 수 있다.
노즐(120)은, 증착되는 증착용 박막의 특성에 따라 노즐(120)의 단면 형상이 다양하게 마련될 수 있다. 일 실시 예에 따르면 노즐(120)의 높이방향에서 출구로 갈수록 직경이 작아지는 벤츄리(venturi) 노즐일 수 있다. 다른 실시 예에 따르면 동일한 직경으로 관통하는 원통형 노즐일 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면 관로 중간이 관로 단부의 단면적보다 작은 직경인 오리피스(orifice) 노즐일 수 있다.
나아가 도 4 및 도 5를 참조하면, 노즐(120)은, 유도 가열 블록(200)의 상단부의 형상에 대응되어 다양한 형상으로 마련될 수 있다. 이 경우 노즐(120)의 형상은, 증착물질 수용공간(110)에 수용된 증착물질이 유도 가열 블록(200)에 접촉하지 않도록 증착물질 수용공간(110)과 유도 가열 블록(200)을 공간적으로 구획하도록 마련될 수 있다.
증착물질과 유도 가열 블록(200)을 분리 구획하기 위한 다른 방안으로서 도가니(100)의 상단면은, 증착물질과 유도 가열 블록(200)과의 접촉을 막기 위하여, 도가니(100)의 상단면과 접촉하는 유도 가열 블록(200)의 상단면과 적어도 같거나 높은 위치를 가질 수 있다. 더 나아가 도가니(100)는, 도가니 구획부(130)를 포함할 수 있다. 증착물질이 유도 가열 블록(200)과 접촉할 경우 유도 가열 블록(200)로부터 탄소 성분이 유출되고 탄소 성분이 증착물질에 불순물로 섞여 증착효율이 저해되는 것을 막기 위함이다.
보다 구체적으로 도가니 구획부(130)는, 도가니(100)의 상단부에 외주방향으로 연장될 수 있다. 이러한 도가니 구획부(130)는, 증착물질과 유도 가열 블록(200)을 공간적으로 분리 구획하며, 나아가 유도 가열 블록(200)의 상단부에 도가니(100)가 면 접촉한 채로 지지되는 지지부 역할을 할 수 있다.
또한 도가니 구획부(130)의 외주연은, 유도 가열 블록(200)의 외주연보다 큰 직경으로 마련되어 단턱을 마련할 수 있다. 도가니 구획부(130)에 단턱을 구비함으로써, 작업자는 유도 가열 블록(200)으로부터 도가니(100)를 용이하게 장탈착할 수 있다.
나아가 도가니(100)는 후술할 유도 가열 블록(200), 유도 코일(300)과 높이방향으로 서로 길이가 다를 수 있다. 도가니(100)는 높이방향에서 후술할 유도 가열 블록(200)보다 긴 길이를 갖도록 마련될 수 있다. 즉 도가니(100)의 길이를 유도 가열 블록(200) 또는 유도 코일(300)의 길이와 달리 가져감으로써, 높이방향에서 도가니(100)의 위치별 온도에 차이를 줄 수 있다.
이러한 도가니(100)는, 유도 가열 블록(200), 유도 코일(300)과 마주보는 영역에 따라 높이방향에서 도가니 제1 영역(141)과 도가니 제2 영역(142), 도가니 제3 영역(143)으로 구획할 수 있다. 이러한 도가니 제1 영역(141)과 도가니 제2 영역(142), 도가니 제3 영역(143)은 높이방향에서 연속되는 것이나 열이 집중되는 영역을 보다 용이하게 설명하기 위하여 편의상 구획한 것이다.
보다 구체적으로 도가니 제1 영역(141), 도가니 제2 영역(142), 도가니 제3 영역(143)은, 도가니 제3 영역(143)에서 도가니 제2영역(142), 도가니 제1 영역(141) 순으로 가면서 온도가 높아지는 온도 구배를 가질 수 있다.
도가니 제1 영역(141)은, 높이방향에서 후술할 유도 코일(300)에 대응되는 소정의 길이를 가질 수 있다. 즉 도가니 제1 영역(141)은, 유도 코일(300)에 대응되는 길이로 유도 코일(300)의 높이방향에서 마주보도록 마련됨으로써, 유도 코일(300)로부터 인접한 유도 가열 블록(200)에 강한 세기의 유도 기전력을 형성시킬 수 있다. 따라서 도가니 제1 영역(141)은, 도가니 제2 영역(142) 또는 도가니 제3 영역(143)에 비해 상대적으로 높은 온도를 형성하여, 열원이 도가니(100)의 상부에 집중되도록 하여 증착효율을 향상시킬 수 있다.
도가니 제2 영역(142)은, 높이방향에서 도가니 제1 영역(141)과 함께 후술할 유도 가열 블록(200)에 대응되도록 소정의 길이를 가질 수 있다. 이러한 도가니 제2 영역(142)은, 도가니 제1 영역(141)에서 소정의 길이로 연장 형성될 수 있다. 도가니 제2 영역(142)은, 유도 가열 블록(200)에 대응되는 길이로 유도 가열 블록(200)에 마주보도록 마련됨으로써, 유도 코일(300)에 의해 도가니 제1 영역(141)에 비해 유도 가열 블록(200)에 작은 세기의 유도 기전력을 형성시킬 수 있다. 따라서 도가니 제2 영역(142)은, 도가니 제1 영역(141) 보다 낮고 도가니 제3 영역(143) 보다 높은 온도를 형성하여, 열이 상부의 도가니 제1 영역(141)에 집중하도록 하여 증착효율을 향상시킬 수 있다.
도가니 제3 영역(143)은, 높이방향에서 유도 가열 블록(200)과 접촉하지 아니하며 후술할 수용공간(410) 중에 노출된 면일 수 있다. 이러한 도가니 제3 영역(143)은, 도가니 제2 영역(142)에서 소정의 길이로 연장 형성될 수 있다. 도가니 제3 영역(143)은, 유도 기전력이 직접적으로 발생하지 아니하므로, 도가니 제1 영역(141) 또는 도가니 제2 영역(142)에 비해 상대적으로 낮은 온도를 유지할 수 있고, 따라서 증착물질의 유동을 억제함으로써 진공 증착원(10)의 장시간 사용으로도 증착물질의 변질을 방지하거나 최소화하여 증착 효율을 향상시킬 수 있다.
후술할 유도 가열 블록(200)이 가열됨으로써, 그 열원에 의해 도가니 (100) 내부에 채워진 증착물질이 가열되어 기화될 수 있다.
온도 센서는, 도가니(100)의 온도를 검지하여 유도 기전력의 발생에 따른 발열량을 조절할 수 있다. 온도 센서는 도가니(100)의 하단부와 도가니(100)의 상단부에 각기 마련될 수 있다. 복수 개의 온도 센서는, 도가니(100)의 높이방향에서 위치별 온도를 계측하여 도가니(100)의 온도구배를 점검할 수 있다.
유도 가열 블록(200)
다시 도 1 내지 도 5를 참조하면 유도 가열 블록(200)은, 후술할 유도 코일(300)에 의해 유도 가열됨으로써 도가니(100) 내 증착물질을 기체 상태로 상변화시키고, 나아가 하나 또는 복수 개의 도가니(100)를 수납할 수 있다. 유도 가열 블록(200)은, 탄소 재질의 흑연(graphite) 등 전도체 재질로 이루어질 수 있다. 유도 가열 블록(200)은 도가니(100)의 상단부에 치우치도록 설치되는 것이 바람직하다. 증착물질의 상부 예컨대 증착물질의 표면층을 집중적으로 가열시키기 위함이다.
유도 가열 블록(200)은, 높이방향에서 후술할 유도 코일(300) 보다 긴 길이를 갖도록 마련될 수 있다. 즉 유도 가열 블록(200)의 길이를 유도 코일(300)의 길이와 달리 가져감으로써, 높이방향에서 도가니(100)의 위치별 온도에 차이를 줄 수 있다.
또한 유도 가열 블록(200)은, 제작을 용이하게 하고 크기를 대형화하기 위해, 하나의 블록 형태로 마련할 수 있다. 유도 가열 블록(200)에는, 하나 또는 복수 개의 도가니(100)가 탈착 가능하도록 끼움 결합될 수 있다. 이 경우 유도 가열 블록(200)에 도가니(100)를 수납하는 도가니 수납공간(210)이 형성될 수 있다. 도가니 수납공간(210)은, 도가니(100)의 외주연을 감싸는 형상으로 마련될 수 있다.
도가니 수납공간(210)마다 도가니(100)가 수납될 수 있다. 도가니 수납공간(210)은, 도가니(100)에 대응되는 개수로 유도 가열 블록(200)에 하나 또는 복수 개가 형성 마련될 수 있다. 도가니 수납공간(210)이 복수 개로 마련될 경우, 각각의 도가니 수납공간(210)은, 일정 간격으로 열을 이루며 마련될 수 있다.
도가니 수납공간(210)은, 높이방향으로 관통된 형상을 가질 수 있다. 유도 가열 블록(200)의 하단부를 뚫어 열이 아랫방향으로 빠져나가도록 함으로써, 도가니(100)의 하부에 전달되는 열을 최소화하고 도가니 제2 영역(142) 또는 도가니 제3 영역(143)의 온도를 낮춰 도가니 제1 영역(141)과의 온도 구배를 제공하기 위함이다.
도가니(100)의 높이방향으로의 탈착을 용이하게 하기 위하여 도가니(100)의 직경은 도가니 수납공간(210)의 직경보다 작도록 마련될 수 있다. 이로써 도가니(100)의 외주연과 유도 가열 블록(200)의 내부, 즉 도가니 수납공간(210)은 서로 이격될 수 있다.
유도 가열 블록(200)과 도가니(100)를 별개로 분리 가능하게 마련함으로써, 도가니(100)가 후술할 유도 코일(300)에 의해 직접 가열되는 것을 막을 수 있고, 도가니 제1 영역(141)과 도가니 제2 영역(142)으로의 열에너지를 집중시킬 수 있다.
유도 코일(300)
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면 유도 코일(300)은, 증착물질에 열을 공급할 수 있다. 렌츠(Lenz) 법칙에 따라 유도 코일(300)의 자기장에 의하여 유도 가열 블록(200)에 기전력(유도 전류)을 유도할 수 있다. 이러한 유도 코일(300)은, 유도 가열 블록(200)에 접촉하지 아니한 채로 유도 가열 블록(200)을 유도 가열 할 수 있다.
유도 코일(300)은, 유도 가열 블록(200)의 외주면을 권회하며 높이방향으로 일정한 높이구간으로 유도 가열 블록(200)의 둘레에 마련될 수 있다. 또한 유도 코일(300)은, 도가니(100)의 영역별 가열 온도를 제어하기 위하여 특정 위치에 마련되도록 할 수 있다. 상부로 열이 집중될 수 있도록 유도 코일(300)을 하우징(400)의 상부에 위치하는 것으로 도 1에서는 도시하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 즉 증착물질의 특성에 따라 높이방향에서 유도 코일(300)의 위치를 달리 마련할 수 있다. 이 경우 유도 코일(300)에 인가되는 교류 전류는, 유도 코일 제어모듈(미도시)에 의해 제어될 수 있다.
또한 유도 코일(300)은, 동 파이프로 마련될 수 있고, 유도 코일(300)의 내측에 물이 흐르는 냉각수로(미도시)를 마련함으로써, 유도 코일(300)의 온도를 일정하게 유지시켜 유도 가열 성능을 향상시킬 수 있다.
유도 코일 제어모듈(미도시)은, 증착물질의 가열 정도에 따라 유도 코일(300)에 인가되는 교류 전류량을 조절하여 유도 가열 블록(200)의 가열 정도를 제어할 수 있다.
하우징(400)
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하우징(400)을 개략적으로 도시한 정단면도이다.
도 1과 도 6을 참조하면 하우징(400)은, 도가니(100)와 유도 가열 블록(200), 유도 코일(300)이 수용되도록 내부에 수용공간(410)이 형성될 수 있다. 하우징(400)은, 수용공간(410)을 둘러싸도록 일정 두께의 벽체(420)를 가질 수 있다. 또한 하우징(400)은, 절연 블록(430)과 절연 블록 지지대(440), 유도 가열 블록 지지대(450), 커버(460)를 더 포함할 수 있다.
벽체(420)는, 적정한 온도범위를 유지하기 위해, 그 내부에 냉각수의 유동경로인 냉각수로(421)가 형성될 수 있다. 벽체(420)는, 일면이 개방되어 수용공간(410)을 둘러싸는 U자 형상일 수 있다. 또한 벽체(420)는, 외벽체(미도시)와 내벽체(미도시)를 포함할 수 있다.
냉각수로(421)의 양 단부는, 벽체(420)의 외연에 마련될 수 있다. 냉각수로(421)의 양 단부는, 각각 냉각수 유입관(미도시), 냉각수 유출관(미도시)과 연통되어 냉각수로를 공급, 배출할 수 있다. 이 경우 하우징(400)을 각각의 영역으로 구획하여 각 영역별 냉각수로(421)로 냉각유동을 제공하거나, 하우징(400) 전체에 하나의 냉각유로를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 외벽체(미도시)는, 일면에 냉각수로(421)에 대응되는 홈이 형성될 수 있다. 이에 대응해 내벽체(미도시)는, 외벽체(미도시)의 일면과 서로 마주보며 면접촉하여 결합할 수 있다. 외벽체(미도시)와 내벽체(미도시)의 결합에 따라 단일의 벽체(420)를 이루고, 그 내부에 외벽체(미도시)의 일면과 내벽체(미도시)의 일면이 만들어낸 형상에 따라 냉각수로(421)가 형성 마련될 수 있다.
다른 실시 예에 따르면 외벽체(미도시)는, 일면에 외냉각수로(미도시)를 형성하고 이에 대응해 내벽체(미도시)는, 일면에 내냉각수로(미도시)를 형성할 수 있다. 외벽체(미도시)와 내벽체(미도시)의 결합에 따라 벽체(420)를 이루고, 그 내부에 외냉각수로(미도시)와 내냉각수로(미도시)가 맞물리면서 냉각수로(421)의 형상을 제공할 수 있다.
절연 블록(430)은, 절연 블록(430) 내측으로 외기의 유입을 막음으로써 증착물질과 유도 코일(300)의 접촉을 차단해 수용공간(410)으로부터 유도 코일(300)을 일정 영역으로 구획시킬 수 있다. 이러한 절연 블록(430)은, 유도 코일(300)의 길이 방향을 따라 유도 코일(300)의 외면을 감싸도록 배치 마련될 수 있다. 절연 블록(430)은, 석영(quartz) 재질일 수 있다.
절연 블록 지지대(440)는, 절연 블록의 일면을 지지할 수 있고 다른 일면은 하우징(400)의 내벽에 고정 지지될 수 있다. 절연 블록 지지대(440)는, 벽체(420)의 일면에 내측 방향으로 연장 형성될 수 있다.
유도 가열 블록 지지대(450)는, 수용공간(410)의 일 단부에 마련될 수 있다. 보다 구체적으로 유도 가열 블록 지지대(450)는, 벽체(420)의 타면에 높이방향으로 연장 형성될 수 있다. 이때 벽체(420)의 타면은, 절연 블록 지지대(440)가 설치된 벽체(420)의 일면과 수직하는 방향의 다른 일면일 수 있다. 유도 가열 블록 지지대(450)는, 유도 가열 블록(200)의 일면을 지지할 수 있고, 다른 일면은 하우징(400)의 내벽에 고정 지지될 수 있다. 유도 가열 블록 지지대(450)는, 길이 방향으로 서로 마주보는 판상의 부재로서, 유도 가열 블록(200) 보다 작은 면적으로 도 1과 도 6에 도시하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 나아가 유도 가열 블록 지지대(450)는, 유도 가열 블록(200)과 도가니(100)의 중량에 따라 적절한 크기와 형상으로 마련될 수 있다.
이 경우 절연 블록 지지대(440)는, 높이방향으로 유도 가열 블록 지지대(450)보다 상부에 위치할 수 있다.
커버(460)는, 수용공간(410) 내의 열에너지가 증착물질의 발산경로로 집중되도록 하며, 증착물질의 발산경로를 제외한 다른 경로로의 발열을 막을 수 있다. 커버(460)는, 수용공간(410)의 일면을 개폐할 수 있도록, 개구된 벽체(420)의 일면에 마련될 수 있다. 일 실시 예에 의하면 커버(460)는, 일부 단부가 하우징(400)의 단부에 힌지 결합될 수 있다. 이 경우 커버(460)는, 힌지 결합되어 양쪽 방향으로 개폐할 수 있다. 다른 실시 예에 의하면 커버(460)는, 개구부에 대응되어 크기와 형상을 가지며 개구부 영역을 덮는 방식으로 마련될 수 있다. 즉, 커버(460)는, 개구부에 대면하여 요철방식으로 끼움 결합될 수 있다.
저항 히터(510)
저항 히터(510)는, 수평방향에서 가열온도의 편차를 줄이기 위해, 유도 가열 블록(200)의 가열 정도를 보완하기 위한 예비 가열 수단이다. 이러한 저항 히터(510)는, 도가니(100)의 하단부와 유도 가열 블록(200)의 하단부를 가열하기 위해, 하나 또는 복수 개로 마련될 수 있다.
저항 히터(510)는, 저항선을 구비한 전기 히터로 구현될 수 있다. 저항선을 이용한 저항 히터(510)는, 도가니(100) 또는 유도 가열 블록(200)의 온도를 미세하게 조절함으로써 증착물질의 기화 속도(증착 속도)를 조절할 수 있다. 이때 저항 히터(510)에 인가되는 전류량을 제어함으로써 저항 히터(510)의 가열 정도를 조절할 수 있다.
저항선을 이용한 저항 히터(510)는, 증착물질 수용공간(110) 내부의 증착물질의 가열시 길이 방향으로의 온도 편차를 줄이기 위하여 수직 배열 구조로 마련될 수 있다. 이를 위해 저항 히터(510)는, 하나 또는 복수 개로 마련될 수 있다. 예컨대 도 7에 도시된 대로, 저항 히터(510)는, 각각의 도가니(100)에 대응되는 개수로 마련될 수 있다.
저항 히터 제어모듈(520)은, 저항 히터(510)에 인가되는 전류를 제어함으로써, 저항 히터(510)의 가열 정도를 조절할 수 있다. 저항 히터 제어모듈(520)은, 각각의 저항 히터(510)에 대응되는 개수로 마련될 수 있다.
이와 같이 구성된 진공 증착원(10)의 작동순서를 설명하면 다음과 같다.
기판(미도시)을 챔버(미도시) 내로 이송시킬 수 있다.(S10) 액체 또는 고체의 증착물질을 도가니(100)의 증착물질 수용공간(110)에 담을 수 있다. 도가니(100)를 유도 가열 블록(200)의 도가니 수납공간(210)에 상부에서 아래 높이방향으로 집어넣을 수 있다.
챔버(미도시) 내에 마련된 진공 증착원(10)과 기판이 소정 간격으로 이격되도록 배치할 수 있다. 진공 증착원(10)으로부터 발산된 증착물질이 기판(미도시)에 증착되도록 하여, 증착층을 형성시킬 수 있다.(S20) 보다 구체적으로 유도 코일(300)에 교류 전원을 인가하여 유도 가열 블록(200)에 기전력을 유도시킬 수 있다.(S21) 유도 가열 블록(200)의 가열에 의해 도가니(100) 내 증착물질 수용공간(110)으로 열이 전달됨으로써 증착물질을 가열시킬 수 있다.(S22) 가열된 증착물질은 기체 형태로 노즐(120)을 통해 상부, 즉 기판(미도시)에 대향하는 방향으로 방출될 수 있다.(S23)
기판(미도시)에 박막 형성이 완료되면 챔버(미도시)로부터 기판(미도시)을 회송시킬 수 있다.(S30)
나아가 다른 증착가공을 위하여 도가니(100)에 증착물질을 충진할 수 있다.(S40) 보다 구체적으로 하우징(400)에서 커버(460)를 열어, 도가니(100)를 분리할 수 있도록 상부 공간을 마련할 수 있다.(S41) 유도 가열 블록(200)으로부터 각각의 도가니(100)를 분리할 수 있다.(S42) 노즐(120)을 도가니(100)로부터 상부 높이방향으로 분리할 수 있다.(S43) 차기 증착가공에 사용될 증착물질을 도가니(100)의 증착물질 수용공간(110)에 충진할 수 있다.(S44)
위에서 살펴본 진공 증착원(10)을 이용하여 제조된, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기발광 디스플레이 장치(1)를 설명하면 다음과 같다.
도 8은 도 1 내지 도 7의 진공 증착원(10)을 이용하여 제조된 유기발광 디스플레이 장치(1)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 유기발광 디스플레이 장치(1)의 각종 구성요소는 기판(1000) 상에 형성될 수 있다. 이 경우 기판(1000)은 기판 자체이거나 기판의 절단된 일부일 수도 있다. 기판(1000)은, 투명한 소재, 예컨대 글라스재, 플라스틱재, 또는 금속재로 형성될 수 있다.
기판(1000) 상에는, 버퍼층(1100), 게이트절연막(1300), 층간절연막(1500) 등과 같이 공통층이 기판(1000)의 전면에 형성될 수 있다. 나아가 채널 영역(1210), 소스컨택영역(1220) 및 드레인컨택영역(1230)을 포함하는 패터닝된 반도체층(1200)이 형성될 수도 있다. 이러한 패터닝된 반도체층(1200)과 함께 박막트랜지스터(TFT)의 구성요소가 되는 게이트전극(1400), 소스전극(1600) 및 드레인전극(1700)이 형성될 수 있다.
또한, 이러한 박막트랜지스터(TFT)를 덮는 보호막(1800)과 보호막(1800) 상에 위치하며 그 상면이 대략 평탄한 평탄화막(1900)이 기판(1000)의 전면에 형성될 수 있다. 이러한 평탄화막(1900) 상에는 패터닝된 화소전극(2100), 기판(1000)의 전면에 대략 대응하는 대향 전극(2300), 그리고 화소전극(2100)과 대향 전극(2300) 사이에 개재되며 발광층을 포함하는 다층 구조의 중간층(2200)을 포함하는, 유기발광소자(OLED)가 위치하도록 형성될 수 있다. 물론 중간층(2200)은 도시된 것과 달리 일부 층인 기판(1000)의 전면에 대략 대응하는 공통층일 수 있고, 다른 일부 층은 화소전극(2100)에 대응하도록 패터닝된 패턴층일 수 있다. 화소전극(2100)은 비아홀을 통해 박막트랜지스터(TFT)에 전기적으로 연결될 수 있다. 물론 화소전극(2100)의 가장자리를 덮으며 각 화소영역을 정의하는 개구를 갖는 화소정의막(2000)이 기판(1000)의 전면에 대략 대응하도록 평탄화막(1900) 상에 형성될 수 있다.
이와 같은 유기발광 디스플레이 장치(1)의 경우, 상술한 실시 예들에 따른 진공 증착원(10) 또는 유기발광 디스플레이 장치 제조방법을 이용하여 각 구성요소들 중 적어도 일부가 형성될 수 있다.
예컨대 상술한 실시 예들에 따른 진공 증착원(10)이나 유기발광 디스플레이 장치 제조방법을 이용하여 중간층(2200)을 형성할 수 있다. 예컨대, 중간층(2200)이 포함할 수 있는 홀 주입층(HIL, Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL, Hole Transport Layer), 발광층(EML, Emission Layer), 전자 수송층(ETL, Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL, Electron Injection Layer) 등을 전술한 실시예들에 따른 진공 증착원(10)이나 유기발광 디스플레이 장치 제조방법을 이용하여 형성할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 증착물질 수용공간이 형성되고 상기 증착물질 수용공간과 연통되도록 노즐이 마련된 도가니;
    상기 도가니의 외주연을 감싸도록 마련된 탄소 재질의 유도 가열 블록; 및
    상기 유도 가열 블록의 외주면을 감싸도록 마련되고, 기전력을 유도하여 상기 유도 가열 블록을 비접촉식으로 유도 가열하는 유도 코일을 포함하는, 진공 증착원.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도가니의 상단면은 상기 유도 가열 블록의 상단면과 적어도 같거나 높은 위치를 가지는, 진공 증착원.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도 가열 블록은 상기 도가니를 수납하는 도가니 수납공간이 형성되고,
    상기 도가니 수납공간은 높이방향으로 관통하도록 형성된, 진공 증착원.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도가니는 원통 형상으로,
    상기 도가니의 외주연은 상기 도가니 수납공간의 내경보다 작아 상기 도가니 수납공간과 상기 도가니 사이가 이격된, 진공 증착원.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도가니는 복수 개가 개별적으로 상기 유도 가열 블록에 탈착 가능하도록 끼움 결합되는, 진공 증착원.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도가니는,
    상기 도가니의 상단부에 외주방향으로 연장되어, 증착물질과 상기 유도 가열 블록을 공간적으로 분리 구획하는 도가니 구획부를 더 포함하는, 진공 증착원.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 증착물질 수용공간 출구 측 단부에 끼움 결합되어, 기화된 증착물질을 분사하는, 진공 증착원.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 도가니와 상기 유도 가열 블록, 상기 유도 코일은 높이방향으로 길이가 서로 다른, 진공 증착원.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 도가니는,
    도가니 제1 영역;
    상기 도가니 제1 영역에서 소정의 길이로 연장 형성된 도가니 제2 영역; 및
    상기 도가니 제2 영역에 소정의 길이로 연장 형성된 도가니 제3 영역을 포함하며,
    상기 도가니 제1 영역과 상기 도가니 제2 영역, 상기 도가니 제3 영역은 높이방향에서 연속되는, 진공 증착원.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 도가니 제1 영역은 상기 높이방향으로 상기 유도 코일에 대응되는 소정의 길이를 가지는, 진공 증착원.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 도가니 제2 영역은 상기 높이방향으로 상기 유도 가열 블록에 대응되는 소정의 길이를 가지는, 진공 증착원.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 유도 가열 블록은 상기 높이방향으로 상기 유도 코일보다 긴 길이를 가지는, 진공 증착원.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 도가니, 상기 유도 가열 블록, 상기 유도 코일을 수용하도록 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간을 둘러싸도록 일정 두께의 벽체를 가지는 하우징을 포함하되,
    상기 벽체는 내부에 냉각수로가 형성된, 진공 증착원.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 도가니, 상기 유도 가열 블록, 상기 유도 코일을 수용하도록 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간을 둘러싸도록 일정 두께의 벽체를 가지는 하우징을 포함하되,
    상기 하우징은,
    상기 유도 코일의 외면을 감싸도록 배치 마련된 절연 블록;
    상기 벽체의 일면에 내측 방향으로 연장 형성되고, 상기 절연 블록을 지지하는 절연 블록 지지대; 및
    상기 벽체의 타면에 높이방향으로 연장 형성되고, 상기 유도 가열 블록을 지지하는 유도 가열 블록 지지대를 포함하며,
    상기 절연 블록 지지대는 상기 높이방향으로 상기 유도 가열 블록 지지대보다 상부에 위치한, 진공 증착원.
  15. 제 13 항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 수용공간을 차폐할 수 있도록 커버를 더 포함하고,
    상기 커버의 단부는 상기 하우징의 단부 일측에 힌지 결합된, 진공 증착원.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 도가니의 하단부에 마련되어 상기 도가니의 하단부와 상기 유도 가열 블록의 하단부를 가열하는 하나 또는 복수 개의 저항 히터; 및
    상기 저항 히터에 인가되는 전류 제어가 가능한 하나 또는 복수 개의 저항 히터 제어모듈을 더 포함하는, 진공 증착원.
  17. 증착물질 수용공간이 형성되고 상기 증착물질 수용공간과 연통되도록 노즐이 마련된 복수 개의 도가니;
    일정 간격으로 도가니 수납공간이 형성되고, 상기 도가니 수납공간 마다 상기 도가니가 수납된 탄소 재질의 유도 가열 블록; 및
    상기 유도 가열 블록의 외주면을 감싸도록 마련되고, 기전력을 유도하여 상기 유도 가열 블록을 비접촉식으로 가열하는 유도 코일을 포함하는, 진공 증착원.
  18. 기판을 챔버 내로 이송하는 단계;
    상기 챔버 내에 마련된 진공 증착원과 상기 기판이 소정 간격으로 이격된 상태에서, 상기 진공 증착원으로부터 발산된 증착물질이 상기 기판에 증착되도록 증착층을 형성하는 단계; 및
    상기 기판을 상기 챔버로부터 회송하는 단계를 포함하고,
    상기 진공 증착원은,
    증착물질 수용공간이 형성되고 상기 증착물질 수용공간과 연통되도록 노즐이 마련된 도가니;
    상기 도가니의 외주연을 감싸도록 마련된 탄소 재질의 유도 가열 블록; 및
    상기 유도 가열 블록의 외주면을 감싸도록 마련되고, 기전력을 유도하여 상기 유도 가열 블록을 비접촉식으로 유도 가열하는 유도 코일을 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  19. 기판;
    상기 기판 상에 배치된, 복수 개의 박막트랜지스터들;
    상기 박막트랜지스터에 전기적으로 연결된 복수 개의 화소전극들;
    상기 화소전극들 상에 배치된 증착층들; 및
    상기 증착층들 상에 배치된 대향 전극을 포함하고,
    상기 박막트랜지스터, 상기 화소전극, 상기 증착층 그리고 상기 대향 전극 중 적어도 어느 하나는 제1항 내지 17항 중 어느 한 항의 진공 증착원을 이용하여 형성된, 유기발광 디스플레이 장치.
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