KR101383201B1 - Source supply device of deposition apparatus for manufacturing organic light emitting diode device - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 일정한 반응공간을 형성하는 챔버, 상기 챔버의 내부에 설치되는 기판안치수단, 원료물질을 증발시키는 증발기를 포함하는 유기발광다이오드소자 제조용 증착장치의 상기 챔버 내부로 원료물질을 공급하는 원료공급장치에 있어서, 상기 챔버의 외부에 설치되며 원료물질을 저장하는 캐니스터; 상기 캐니스터와 상기 증발기를 연결하는 원료공급관; 상기 캐니스터에 연결되어 압력조절용 가스를 공급하는 압력조절관을 포함하는 원료공급장치에 관한 것이다. The present invention provides a raw material for supplying a raw material into the chamber of the deposition apparatus for manufacturing an organic light emitting diode device including a chamber forming a constant reaction space, a substrate setter installed in the chamber, and an evaporator for evaporating the raw material. A supply device, comprising: a canister installed outside the chamber and storing raw materials; A raw material supply pipe connecting the canister and the evaporator; It relates to a raw material supply device including a pressure control pipe connected to the canister for supplying a pressure control gas.

본 발명에 따르면, 원료물질이 기화되기 전에 고온으로 인해 변성되는 것을 막을 수 있다. 또한 챔버 외부의 캐니스터에 리필유닛을 통해 지속적으로 원료물질의 리필이 가능하기 때문에 원료물질의 소진으로 인해 증착장치의 가동을 중단시키지 않으므로 생산성이 향상된다. 또한 여러 가지 원료물질을 동시에 증착하는 경우에는 미리 일정비율로 원료물질을 혼합하여 증발기로 공급하는 것이 가능하기 때문에 박막의 농도 균일도를 크게 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent the raw material from being denatured due to high temperature before vaporizing. In addition, since the raw material can be continuously refilled to the canister outside the chamber through the refill unit, productivity is improved because the deposition apparatus is not stopped due to the exhaustion of the raw material. In addition, when depositing a variety of raw materials at the same time, it is possible to mix the raw materials in a predetermined ratio in advance to supply to the evaporator, it is possible to greatly improve the uniformity of concentration of the thin film.

원료공급장치, 유기발광다이오드소자, 증발기, 증착장치 Raw material supply device, organic light emitting diode device, evaporator, evaporation device

Description

유기발광다이오드소자 제조용 증착장치의 원료공급장치{Source supply device of deposition apparatus for manufacturing organic light emitting diode device}Source supply device of deposition apparatus for manufacturing organic light emitting diode device

본 발명은 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode Device, OLED)의 제조장치에 사용되는 원료공급장치에 관한 것으로서 구체적으로는 공정도중에 원료물질을 계속적으로 미량 투입할 수 있는 원료공급장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a raw material supply device used in a manufacturing device of an organic light emitting diode device (OLED), and more particularly, to a raw material supply device capable of continuously adding a small amount of raw material during a process.

평판디스플레이 중에서 많이 사용되는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display)는 가볍고 전력소모가 적은 장점이 있으나, 자체 발광소자가 아니고 수광소자이기 때문에 밝기, 콘트라스트(contrast), 시야각, 그리고 대면적화 등에 일정한 기술적 한계가 있다. Liquid crystal display (LCD), which is widely used among flat panel displays, has the advantages of light weight and low power consumption, but because it is not a light emitting device but a light receiving device, it has a constant technology such as brightness, contrast, viewing angle, and large area. There is a limit.

이러한 단점들을 극복할 수 있는 대안으로 모색되고 있는 것이 유기발광다이오드소자를 이용하는 평판디스플레이로서, 유기발광다이오드소자는 자체 발광형 이어서 액정표시장치에 비해 시야각, 콘트라스트 등이 우수하고, 백라이트가 필요 하지 않기 때문에 보다 가볍고 얇게 제작하는 것이 가능하며, 소비전력 측면에서도 유리한 장점을 가진다.As an alternative to overcome these shortcomings, a flat panel display using an organic light emitting diode device is an organic light emitting diode device that is self-luminous and has a superior viewing angle, contrast, and the like, and does not require a backlight. Therefore, it is possible to manufacture lighter and thinner, and has an advantage in terms of power consumption.

특히, 액정표시장치나PDP(Plasma Display Panel)와는 달리 유기발광다이오드소자는 증착 및 봉지(encapsulation) 공정이 전부라고 할 수 있기 때문에 제조공정도 상대적으로 단순하다는 장점이 있다. In particular, unlike a liquid crystal display device or a plasma display panel (PDP), since the organic light emitting diode device is a deposition and encapsulation process, the manufacturing process is relatively simple.

도 1은 유기발광다이오드소자(10)의 단면구조를 단순화하여 도시한 것으로서, 애노드(11)와 캐소드(15)의 사이에 유기화합물로 이루어진 정공수송층(12), 유기발광층(13) 및 전자수송층(14)이 순차적으로 형성되며, 통상적으로 애노드(11)는 ITO(indiun-tin-oxide)를 이용하여, 캐소드(15)는 Al을 이용하여 코팅된다. FIG. 1 illustrates a simplified cross-sectional structure of an organic light emitting diode device 10, and includes a hole transport layer 12, an organic light emitting layer 13, and an electron transport layer made of an organic compound between an anode 11 and a cathode 15. 14 is formed sequentially, and typically, the anode 11 is coated with ITO (indiun-tin-oxide), and the cathode 15 is coated with Al.

이와 같은 유기발광다이오드소자(10)에서 애노드(11) 및 캐소드(15) 사이에 전압을 인가하게 되면, 애노드(11)로부터 주입된 정공이 정공수송층(12)을 경유하여 유기발광층(13)으로 이동하고, 전자가 캐소드(15)로부터 전자수송층(14)을 경유하여 유기발광층(13)으로 주입되므로, 유기발광층(13) 영역에서 전자와 정공이 재결합하여 중성의 엑시톤(exciton)이 형성된다.When a voltage is applied between the anode 11 and the cathode 15 in the organic light emitting diode device 10, holes injected from the anode 11 are transferred to the organic light emitting layer 13 via the hole transport layer 12. As the electrons move and are injected into the organic light emitting layer 13 from the cathode 15 via the electron transport layer 14, electrons and holes are recombined in the organic light emitting layer 13 to form neutral excitons.

이러한 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변화되면서 유기발광층(13)의 분자가 발광하게 되어 화상을 형성하게 되는 것이다.As the excitons change from the excited state to the ground state, molecules of the organic light emitting layer 13 emit light to form an image.

유기발광층은 적(R),녹(G),청(B)의 색상을 표현하는 영역으로서, 일반적으로는 각 화소마다 적,녹,청색을 발광하는 별도의 유기물질을 증착하여 사용한다. The organic light emitting layer is a region expressing the colors of red (R), green (G), and blue (B), and in general, a separate organic material emitting red, green, and blue is used for each pixel.

현재 유기발광다이오드소자의 제조에 사용되는 유기물질에는 Alq3, CuPc, TDP, NPB 등이 있으며, 색상을 표현하기 위해 적색의 경우 DCJTB, 녹색의 경우 coumarine 유도체 또는 quinacridone 유도체, 청색의 경우 DPA 등의 도펀트(dopant)가 사용된다.Currently, organic materials used in the manufacture of organic light emitting diode devices include Alq3, CuPc, TDP, NPB, etc., and dopants such as DCJTB for red, coumarine derivative or quinacridone derivative for green, and DPA for blue. (dopant) is used.

이들 유기물질을 기판에 증착하기 위해 주로 사용되는 방법은 고체상태의 소스유기물질을 기화(증발)시켜 기화된 유기물질이 확산을 통해 기판에 증착되도록 하는 것이다.The main method used to deposit these organic materials on a substrate is to vaporize (evaporate) the source organic material in the solid state so that the vaporized organic materials are deposited on the substrate through diffusion.

도 2는 종래의 유기발광다이오드소자용 증착장치(20)를 도시한 것으로서, 챔버(21), 챔버(21)의 내부에 위치하며 원료물질을 기화시키는 증발기(24), 상기 증발기(24)의 상부에 위치하며 기판(s)의 표면이 하부의 증발기(24)를 향하도록 지지하는 기판안치대(22)를 포함한다.FIG. 2 illustrates a conventional deposition apparatus 20 for an organic light emitting diode device, and includes a chamber 21 and an evaporator 24 which vaporizes raw materials and is located inside the chamber 21. It is located on the top and includes a substrate support 22 for supporting the surface of the substrate (s) facing the lower evaporator 24.

기판(s)의 직하부에는 소정 패턴의 관통부를 가지는 마스크(23)가 설치된다. 따라서 증발기(24)에서 기화된 원료물질은 확산을 통해 마스크(23)의 패턴을 통해 노출되는 기판의 표면에 증착된다.A mask 23 having a penetrating portion of a predetermined pattern is provided directly below the substrate s. Thus, the raw material vaporized in the evaporator 24 is deposited on the surface of the substrate exposed through the pattern of the mask 23 through diffusion.

증발기(24)는 열선에 의해 히팅되는 세라믹 도가니가 이용되며, 기판의 크기가 큰 경우에는 여러 개의 증발기를 설치하기도 하고 일자 형태의 선형 증발기가 이용되기도 한다.As the evaporator 24, a ceramic crucible heated by a hot wire is used. When the size of the substrate is large, several evaporators may be installed or a linear evaporator of a straight shape may be used.

이러한 증착장치(20)의 동작순서를 살펴보면, 먼저 유기물질이 투입된 점형 또는 선형의 증발기(24)를 챔버(21)의 내부에 장착한다. 이때 증발기(24)의 열선이 전원에 연결되도록 설치되어야 함은 물론이다.Referring to the operation sequence of the deposition apparatus 20, first, a point or linear evaporator 24 into which an organic material is introduced is mounted in the chamber 21. At this time, of course, the heating wire of the evaporator 24 should be installed to be connected to the power source.

이어서 진공펌핑을 통해 증착장치(20)의 압력을 내리고, 증발기(24)의 온도를 상승시켜 유기물질을 기화시킨다. 이때 두께 콘트롤러(thickness controller)를 이용하여 증발기(24)의 온도를 조절하는 방식으로 증착속도를 제어하며, 목표 두께에 도달한 후에는 증발기(24)의 온도를 낮추어 증착을 종료한다.Subsequently, the pressure of the deposition apparatus 20 is reduced by vacuum pumping, and the temperature of the evaporator 24 is raised to vaporize the organic material. At this time, the deposition rate is controlled by adjusting the temperature of the evaporator 24 by using a thickness controller, and after reaching the target thickness, the deposition is completed by lowering the temperature of the evaporator 24.

그런데 이러한 상향식 증착장치(20)는 기판(s)의 하부에 마스크(23)가 위치하기 때문에 기판이 대면적화될수록 마스크(23)가 하부로 처지는 현상이 발생하여 미세패턴을 형성하는데 어려움이 있고, 박막균일도를 유지하기 위하여 기판(s)과 증발기(24)의 거리를 최대한 이격시켜야 하므로 장치의 용적이 줄이는데 한계가 있었다.However, in the bottom-up deposition apparatus 20, since the mask 23 is positioned under the substrate s, as the substrate becomes larger in area, the mask 23 sags downward, thus making it difficult to form a fine pattern. In order to maintain the thin film uniformity, the distance between the substrate s and the evaporator 24 should be spaced as far as possible, thereby limiting the volume of the device.

이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 기판(s)의 상부에서 원료물질을 공급하는 하향식 증착장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이에 본 출원인도 한국공개특허 제10-2006-37513호에 개시되어 있는 바와 같이 기판안치대의 상부에서 원료물질을 분사하는 증착장치에 대하여 특허출원한 바 있다.In order to solve this problem, a research on a top-down deposition apparatus for supplying a raw material from the upper portion of the substrate (s) has been actively conducted. Accordingly, the present applicant is also disclosed in Korean Patent Application Publication No. 10-2006-37513. As described above, there is a patent application for a deposition apparatus for injecting a raw material from the upper portion of the substrate stabilizer.

상기 공개특허에 개시되어 있는 증착장치는 기판안치수단의 상부에 회전하는 가스인젝터를 설치하고, 상기 가스인젝터에 연결된 회전축의 내부에 증발기를 설치한 점에 특징이 있다.The vapor deposition apparatus disclosed in the above-mentioned patent is characterized in that a gas injector is installed on the upper part of the substrate mounting means, and an evaporator is installed inside the rotating shaft connected to the gas injector.

그런데 이러한 종래 방식의 증착장치들은 다음과 같은 몇 가지 문제점이 존재한다.However, these conventional deposition apparatuses have some problems as follows.

첫째, 원료물질을 저장한 채 가열하여 증발시키는 방식의 증발기를 사용하기 때문에 증발기에 담겨진 원료물질은 항상 열적 변형의 위험에 노출되어 있다.First, the raw materials contained in the evaporator are always exposed to the risk of thermal deformation because the evaporator uses a method of heating and evaporating while storing the raw materials.

둘째, 증발기에 담겨진 원료물질이 모두 소진된 이후에 원료물질을 새로이 충진하기 위해서는 증착장치의 가동을 중단한 후 증발기(24)를 교체하거나 원료물질을 리필하여야 하는데, 이로 인해 생산성의 저하가 초래된다.Second, to completely replenish the raw material after the raw material contained in the evaporator is exhausted, the evaporator 24 must be replaced or the raw material refilled after stopping the deposition apparatus, which causes a decrease in productivity. .

셋째, 예를 들어 발광층에는 소정의 유기물질과 도펀트로 사용되는 물질이 함께 증착되어야 하는데, 일반적으로 유기물질과 도펀트 간에는 증발온도의 차이가 존재하기 때문에 별도의 증발기를 이용하여 증발시킨다.Third, for example, a predetermined organic material and a material used as a dopant are to be deposited together in the light emitting layer. In general, since there is a difference in evaporation temperature between the organic material and the dopant, the evaporation is performed using a separate evaporator.

그런데 기판의 면적이 커질수록 각기 다른 원료물질이 담긴 여러 개의 증발기를 도핑 농도가 일정하도록 증착장치의 내부에 배치하는 것이 매우 어렵기 때문에 기판 전체에 균일하게 증착시키기가 어렵다는 문제점이 있다.However, as the area of the substrate increases, it is very difficult to arrange a plurality of evaporators containing different raw materials inside the deposition apparatus so that the doping concentration is constant.

본 발명은 유기발광다이오드소자의 제조장치에서 고온의 증발기에 원료물질을 담아두기 때문에 발생하는 제반 문제를 해결하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to solve all problems caused by storing raw materials in a high temperature evaporator in an apparatus for manufacturing an organic light emitting diode device.

즉, 첫째는, 고온에 장시간 노출되지 않도록 하여 원료물질의 열적 변화를 방지하는데 목적이 있고, 둘째는, 새로운 증발기의 교체를 위해 증착장치의 가동을 중단하여 생산성이 저하되는 것을 방지하는데 목적이 있고, 셋째는, 여러 가지 원료물질을 한꺼번에 증착하는 경우에 농도 균일도를 향상시킬 수 있는 방안을 제공하는데 목적이 있다.That is, firstly, the purpose of preventing exposure to high temperature for a long time to prevent thermal change of the raw material, and secondly, to prevent the decrease in productivity by stopping the operation of the deposition apparatus to replace the new evaporator. Third, an object of the present invention is to provide a method for improving concentration uniformity when depositing various raw materials at once.

본 발명은 상기 문제점을해결하기 위하여, 일정한 반응공간을 형성하는 챔버, 상기 챔버의 내부에 설치되는 기판안치수단, 원료물질을 증발시키는 증발기를 포함하는 유기발광다이오드소자 제조용 증착장치의 상기 챔버 내부로 원료물질을 공급하는 원료공급장치에 있어서, 상기 챔버의 외부에 설치되며 원료물질을 저장하는 캐니스터; 상기 캐니스터와 상기 증발기를 연결하는 원료공급관; 상기 캐니스터에 연결되어 압력조절용 가스를 공급하는 압력조절관을 포함하는 원료공급장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a chamber for forming a reaction space, a substrate mounting means installed in the chamber, and an evaporator for evaporating a raw material. A raw material supply apparatus for supplying a raw material, the raw material supply device comprising: a canister installed outside the chamber and storing a raw material; A raw material supply pipe connecting the canister and the evaporator; It is connected to the canister provides a raw material supply device including a pressure control pipe for supplying a pressure control gas.

상기 원료공급장치에서 상기 원료공급관은 그 단부가 상기 캐니스터의 내부로 연장되어 상기 캐니스터에 저장된 원료물질에 침지되도록 상기 캐니스터에 연결되는 것을 특징으로 한다.In the raw material supply device, the raw material supply pipe is connected to the canister so that its end extends into the canister to be immersed in the raw material stored in the canister.

상기 증발기는 원료물질의 기화온도보다 고온을 유지하며, 상기 원료물질이 유입되면 플래쉬 기화시키는 것을 특징으로 한다.The evaporator maintains a higher temperature than the vaporization temperature of the raw material, it characterized in that the flash material vaporized when the raw material is introduced.

상기 증착장치에 원료물질이 공급되는 중에는 상기 캐니스터의 압력을 상기 챔버의 압력보다 높게 유지하는 것을 특징으로 한다.While the raw material is supplied to the deposition apparatus, the pressure of the canister is maintained higher than the pressure of the chamber.

상기 원료공급관에는 0.1 내지 10Hz의 펄스방식으로 동작하는 제1 밸브가 설치되며, 상기 제1밸브는 솔레노이드(solenoid) 밸브인 것이 바람직하다.The raw material supply pipe is provided with a first valve operating in a pulse method of 0.1 to 10Hz, the first valve is preferably a solenoid valve (solenoid) valve.

또한 상기 제1밸브가 열리는 시간 간격은 0.1 내지 5초인 것이 바람직하다.In addition, the time interval between the opening of the first valve is preferably 0.1 to 5 seconds.

상기 원료공급장치는 원료물질의 리필을 위해 상기 캐니스터에 탈부착할 수 있는 리필유닛을 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 리필유닛과 상기 캐니스터의 사이에는 제2 밸브가 설치되고, 상기 제2 밸브는 상기 캐니스터에 설치되어 원료물질의 잔량을 감지하는 레벨센서(level sensor)의 감지결과에 의하여 동작이 제어될 수 있다.The raw material supply device may further include a refill unit detachable to the canister for refilling the raw material, wherein a second valve is installed between the refill unit and the canister, and the second valve is The operation may be controlled by the detection result of the level sensor installed in the canister to sense the remaining amount of the raw material.

상기 압력조절관을 통해 공급되는 압력조절용 가스는 N2, Ar 또는 He인 것이 바람직하다.Pressure control gas supplied through the pressure control tube is preferably N 2 , Ar or He.

상기 압력조절관에는 러핑관이 연결되고, 상기 러핑관에는 제3 밸브가 설치될 수 있다.A roughing pipe may be connected to the pressure control pipe, and a third valve may be installed at the roughing pipe.

상기 증발기는 상기 기판안치수단의 상부에 설치될 수 있다.The evaporator may be installed on top of the substrate mounting means.

또한 상기 증발기는 상기챔버의 내부로 원료물질이 공급되는 유동경로상에 설치될 수 있다.The evaporator may also be installed on a flow path through which raw materials are supplied into the chamber.

본 발명에 따르면, 원료물질이 기화되기 전에 고온으로 인해 변성되는 것을 막을 수 있다. According to the present invention, it is possible to prevent the raw material from being denatured due to high temperature before vaporizing.

또한 챔버 외부의 캐니스터에 리필유닛을 통해 지속적으로 원료물질의 리필 이 가능하기 때문에 원료물질의 소진으로 인해 증착장치의 가동을 중단시키지 않으므로 생산성이 향상된다.In addition, since the raw material can be continuously refilled to the canister outside the chamber through the refill unit, productivity is improved because the deposition apparatus is not stopped due to the exhaustion of the raw material.

또한 여러 가지 원료물질을 동시에 증착하는 경우에는 미리 일정비율로 원료물질을 혼합하여 증발기로 공급하는 것이 가능하기 때문에 박막의 농도균일도를 크게 향상시킬 수 있다.In addition, when depositing a variety of raw materials at the same time, it is possible to mix the raw materials in a predetermined ratio in advance to supply to the evaporator can greatly improve the uniformity of the concentration of the thin film.

또한 캐니스터의 파우더 소스에 원료공급관을 침지시키면, 파우더소스의 남은 양과는 무관하게 챔버와 캐니스터의 압력 차이를 이용하여 안정적으로 원료를 공급할 수 있다. 특히, 압력차이에 의해 원료공급관의 전단에 강한 흡입력이 발생하기 때문에 파우더소스의 크기에 따른 흡입량의 차이가 거의 없이 원료공급이 진행되므로 균일한 원료공급이 가능해져 공정의 재현성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, when the raw material supply pipe is immersed in the powder source of the canister, the raw material can be stably supplied by using the pressure difference between the chamber and the canister regardless of the remaining amount of the powder source. In particular, due to the pressure difference, strong suction force is generated at the front end of the raw material supply pipe, so the raw material is supplied with little difference in suction amount according to the size of the powder source, so that uniform raw material can be supplied, thereby improving the reproducibility and productivity of the process. have.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 유기발광다이오드소자 제조용 증착장치(30)에 본 발명의 실시예에 따른 원료공급장치(40)가 연결되어 있는 모습을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a state in which a raw material supply device 40 according to an embodiment of the present invention is connected to a deposition apparatus 30 for manufacturing an organic light emitting diode device according to an embodiment of the present invention.

상기 증착장치(30)는 반응공간을 형성하는 챔버(31), 상기 챔버(31)의 내부에 위치하는 기판안치대(32), 상기 기판안치대(32)의 상부에 위치하는 가스분사수 단(34)을 포함하는 하향식 증착장치(30)로서, 기판안치대(32)의 상면에 기판(s)과 마스크(33)가 순차적으로 놓여진다.The deposition apparatus 30 may include a chamber 31 forming a reaction space, a substrate support 32 positioned inside the chamber 31, and a gas injection fountain positioned above the substrate support 32. As the top-down deposition apparatus 30 including the 34, the substrate s and the mask 33 are sequentially placed on the upper surface of the substrate support 32.

상기 가스분사수단(34)은 사각의 샤워헤드 또는 관형의 인젝터이며, 중앙부에 가스공급관(35)이 연결된다. 만일 관형 인젝터인 경우에는 상기 가스공급관(35)이 회전축의 역할을 하여 인젝터를 회전시키는 것이 바람직하다.The gas injection means 34 is a square shower head or tubular injector, and a gas supply pipe 35 is connected to the center portion. In the case of a tubular injector, it is preferable that the gas supply pipe 35 serves to rotate the injector.

상기 가스공급관(35)의 내부에는 증발기(50)가 설치되며, 증발기(50)에서 기화된 원료물질은 가스분사수단에 형성된 분사홀을 통해 기판(s)의 상부로 분사된다.An evaporator 50 is installed inside the gas supply pipe 35, and the raw material vaporized by the evaporator 50 is injected onto the substrate s through an injection hole formed in the gas injection means.

종래에는 원료물질이 충진되어 있는 증발기를 일단 증착장치(30)의 내부에 설치하면 해당 원료물질이 모두 소진된 후에 증발기를 교체하거나 공정을 중단한 후에 원료물질을 리필(refill)할 수밖에 없었다. Conventionally, once the evaporator filled with the raw material is installed inside the deposition apparatus 30, the raw material has been exhausted, and the evaporator has to be replaced or refilled after stopping the process.

그러나 본 발명의 실시예에서는 외부의 원료공급장치(40)에서 증발기(50)로 미량의 원료물질을 연속적으로 공급하면 증발기(50)에서 이를 플래시 기화(flash evaporation)시키는 방식이기 때문에, 증발기(50)에 미리 원료물질을 저장해 둘 필요가 없어져 원료물질이 열로 인해 변형될 우려가 없다. 또한 증발기(50)를 교체할 필요도 없다는 장점이 있다.However, in the exemplary embodiment of the present invention, when a small amount of raw material is continuously supplied from the external raw material supply device 40 to the evaporator 50, the evaporator 50 flash evaporates it, so that the evaporator 50 ), There is no need to store the raw material in advance, so there is no fear that the raw material will be deformed by heat. In addition, there is no need to replace the evaporator 50.

여기서 플래시 기화는 원료물질을 기화온도보다 고온에서 급격하게 가열하여 빠르게 기화시키는 방식으로서, 따라서 증발기(50)의 온도를 원료물질의 기화온도보다 고온으로 유지시켜야 한다.Here, flash vaporization is a method of rapidly evaporating the raw material by heating it rapidly at a higher temperature than the vaporization temperature. Therefore, the temperature of the evaporator 50 must be maintained at a higher temperature than the vaporization temperature of the raw material.

상기 원료공급장치(40)는 증착장치의 챔버(31) 외부에 설치되어 원료물질을 저장하는 캐니스터(41)를 포함하고, 상기 캐니스터(41)에 저장된 원료물질은 원료공급관(42)을 통해 증발기(50)로 공급된다.The raw material supply device 40 includes a canister 41 installed outside the chamber 31 of the deposition apparatus and storing raw materials, and the raw material stored in the canister 41 is evaporated through the raw material supply pipe 42. 50 is supplied.

상기 증발기(50)는 챔버(31) 내부로 원료물질을 공급하는 가스유동경로상에 설치되며, 도 3은 가스공급관(35)의 내부에 설치된 모습을 도시하고 있다.The evaporator 50 is installed on a gas flow path for supplying a raw material into the chamber 31, and FIG. 3 illustrates a state in which the gas supply pipe 35 is installed.

캐니스터(41)는 수 ㎛이하의 입경을 가지는 건조된 파우더 형태의 원료물질을 저장하며, 상기 원료물질은 건조상태를 유지하기 위하여 드라이 에이전트(dry agent)를 함께 섞어 사용한다. 그런데 이때 드라이 에이전트로부터 파우더가 떨어지는 현상을 방지하기 위하여 몰레큘러 시브(molecular sieve)를 20% 이하의 범위에서 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 몰레큘러 시브는 Al2O3와 같은 세라믹 재질의 볼을 사용한다.The canister 41 stores a dry powder raw material having a particle diameter of several μm or less, and the raw material is mixed with a dry agent to maintain a dry state. However, in this case, in order to prevent the phenomenon of powder falling from the dry agent, it is preferable to mix and use a molecular sieve (molecular sieve) in the range of 20% or less. Molecular sheave uses ceramic balls such as Al 2 O 3 .

본 발명의 실시예에서는 캐니스터(41)와 챔버(31)의 압력차를 이용하여 원료를 증발기(50)로 투입한다. 즉, 챔버(31)의 압력을 P1이라 하고 캐니스터(41)의 압력을 P2라고 할 때 P1< P2의 상태를 유지시키면 P1압력의 챔버(31)쪽으로 기체유동이 발생하게 되는데, 이때 수 ㎛이하의 입경을 가지는 원료물질의 파우더도 함께 유동하여 챔버(31) 내부의 증발기(50)로 공급되는 것이다.In the embodiment of the present invention, the raw material is introduced into the evaporator 50 using the pressure difference between the canister 41 and the chamber 31. That is, when the pressure in the chamber 31 is P1 and the pressure in the canister 41 is P2, gas flow is generated toward the chamber 31 at the pressure P1 when P1 <P2 is maintained. Powder of the raw material having a particle diameter of also flows together and is supplied to the evaporator 50 inside the chamber 31.

캐니스터(41)와 챔버(31)의 압력차를 적절히 조절하면 원료물질의 공급량을 수mg 이하까지도 제어할 수 있다.By properly adjusting the pressure difference between the canister 41 and the chamber 31, the supply amount of the raw material can be controlled up to several mg or less.

한편, 이와 같이 압력차를 이용하여 원료물질을 공급하는 경우에는 캐니스터(41)의 용적이 너무 크면 압력차를 미세하게 조절하는 것이 어려워지기 때문에 캐니스터(41)의 용량은 20 내지 100cc 정도가 적당하다. 그러나 반드시 이에 한정되지 않음은 물론이다.On the other hand, when the raw material is supplied using the pressure difference in this way, if the volume of the canister 41 is too large, it is difficult to finely adjust the pressure difference, so the capacity of the canister 41 is about 20 to 100 cc is appropriate. . However, it is not necessarily limited thereto.

또한 캐니스터(41)에는 원료물질의 잔량을 체크하여 원료물질의 리필여부를 결정하는 기준을 제공하는 레벨센서(미도시)가 설치된다.In addition, the canister 41 is provided with a level sensor (not shown) which provides a criterion for checking the remaining amount of the raw material to determine whether to refill the raw material.

한편, 캐니스터(41)에 저장되는 원료물질은 단일 종류의 유기물 또는 무기물일 수도 있지만, 2 이상의 물질이 일정비율로 혼합된 것일 수도 있다. 이것은 발광층 형성을 위해 여러 가지 도펀트를 일정비율로 증착시키는 경우에 유용하며, 고온의 증발기(50)가 아니라 저온의 캐니스터(41)에 파우더 상태로 혼합되어 있기 때문에 고열로 인한 원료물질의 변성이나 화학반응의 가능성을 줄일 수 있는 장점이 있다.On the other hand, the raw material stored in the canister 41 may be a single kind of organic or inorganic, but may be a mixture of two or more materials in a certain ratio. This is useful in the case of depositing various dopants in a certain ratio to form a light emitting layer, and because it is mixed in a powder state in a low temperature canister 41 rather than a high temperature evaporator 50, the denaturation or chemicals of raw materials due to high heat This has the advantage of reducing the likelihood of reaction.

원료공급관(42)은 원활한 원료공급을 위해서 가급적 절곡되지 않도록 설치하는 것이 바람직하며, 원료공급관(42)의 중간에는 캐니스터(41)와 챔버(31)의 압력차를 유지하여 원료물질 공급을 가능케 하는 제1밸브(43)가 설치된다.The raw material supply pipe 42 is preferably installed so as not to be bent for smooth supply of raw materials. The raw material supply pipe 42 maintains a pressure difference between the canister 41 and the chamber 31 in the middle of the raw material supply pipe 42 to enable supply of raw materials. The first valve 43 is installed.

원료공급관(42)은 캐니스터(41)의 리드(lid)에 그 단부가 결합될 수도 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이 캐니스터(41)의 내부까지 연장되어 그 단부가 원료물질 속에 침지되도록 설치하는 것이 바람직하다.The raw material supply pipe 42 may have an end coupled to a lid of the canister 41, but as shown in FIG. 3, the raw material supply pipe 42 extends to the inside of the canister 41 so that the end is immersed in the raw material. It is preferable.

만일 캐니스터(41)의 리드에만 원료공급관(42)을 연결하거나 원료공급 관(42)의 단부가 원료물질인 파우더 속에 침지되지 않으면 상대적으로 입도가 작은 파우더가 먼저 챔버(31)로 흡입된다. If the raw material supply pipe 42 is only connected to the lead of the canister 41 or the end of the raw material supply pipe 42 is not immersed in the powder of the raw material, the relatively small powder is first sucked into the chamber 31.

그리고 원료공급이 진행될수록 상대적으로 입도가 큰 파우더만 남게 되고 파우더의 레벨도 낮아져 원료공급관(42)과 파우더소스 간의 공간적인 거리가 멀어지게 된다. 따라서 지속적으로 챔버(31)와 캐니스터(41)의 압력 차이를 동일하게 유지하면 원료공급량이 시간에 따라 변하게 되어 균일한 원료공급이 어려워지게 된다.In addition, as the raw material supply proceeds, only a relatively large particle size remains, and the level of the powder is also lowered, so that the spatial distance between the raw material supply pipe 42 and the powder source becomes far. Therefore, if the pressure difference between the chamber 31 and the canister 41 is kept constant, the amount of raw material supply changes with time, making uniform raw material supply difficult.

그러나 파우더 소스에 원료공급관(42)을 침지시키면, 파우더소스의 잔량과는 무관하게 챔버(31)와 캐니스터(41)의 압력 차이에 의해 원료공급이 진행된다.However, when the raw material supply pipe 42 is immersed in the powder source, the raw material supply proceeds due to the pressure difference between the chamber 31 and the canister 41 regardless of the remaining amount of the powder source.

특히, 압력차이에 의해 원료공급관(42)의 전단에 강한 흡입력이 발생하여 파우더소스의 크기에 따른 흡입량의 차이가 거의 없이 원료가 공급될 수 있으며, 이를 통해 균일한 원료공급이 가능해지므로 공정의 재현성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.In particular, a strong suction force is generated at the front end of the raw material supply pipe 42 due to the pressure difference, so that the raw material can be supplied with almost no difference in suction amount according to the size of the powder source. And productivity can be improved.

한편, 원료물질의 잔량이 감소하면서 원료공급관(42)이 원료물질의 상부로 노출되는 것을 방지하기 위해서는 전술한 레벨센서를 이용하여 원료물질의 잔량을 지속적으로 감시하고, 적절한 순간에 원료물질을 리필하여야 함은 물론이다.Meanwhile, in order to prevent the raw material supply pipe 42 from being exposed to the upper portion of the raw material while the remaining amount of the raw material decreases, the remaining level of the raw material is continuously monitored using the above-described level sensor, and the raw material is refilled at an appropriate moment. Of course it should.

제1밸브(43)는 원료물질의 공급량을 제어하기 위하여 초당 0.1 내지 10 회의 펄스형태로 동작하는 것이 바람직하며, 이를 위해서는 솔레노이드(solenoid) 밸브를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 1회 동작시의 밸브 오픈시간은 0.1초 내지 5 초인 것이 바람직하다.The first valve 43 is preferably operated in the form of 0.1 to 10 pulses per second in order to control the supply amount of the raw material, for this purpose it is preferable to use a solenoid valve (solenoid) valve. In addition, it is preferable that the valve opening time in one operation is 0.1 second-5 second.

캐니스터(41)에는 N2, Ar, He 등과 같은 비활성 가스를 압력조절용 가스로 공급하는 압력조절관(44)이 연결되며, 압력조절관(44)에는 유량조절장치(미도시)가 설치되어 캐니스터 내부로 공급되는 압력조절용 가스의 유량을 조절한다.The canister 41 is connected to a pressure control pipe 44 for supplying an inert gas such as N 2 , Ar, He, etc. as a pressure control gas, and the pressure control pipe 44 is provided with a flow control device (not shown). Adjust the flow rate of the pressure control gas supplied to the inside.

압력조절관(44)은 캐니스터(41) 내부의 압력을 조절하기 위한 것이므로, 유입되는 압력조절용 가스에 의하여 캐니스터(41) 내부의 파우더가 비산될 경우 원료물질의 공급량을 정밀하게 제어하기가 어려워진다.Since the pressure control pipe 44 is for controlling the pressure inside the canister 41, it is difficult to precisely control the supply amount of the raw material when the powder inside the canister 41 is scattered by the gas for pressure adjustment. .

따라서 도 4에 도시된 바와 같이 압력조절관(44)의 단부에는 다수의 분사홀을 형성하되, 원료물질에 가스가 직접 분사되지 않도록 분사홀의 방향을 형성하는 것이 바람직하다.Therefore, as shown in Figure 4, but the end of the pressure control pipe 44 to form a plurality of injection holes, it is preferable to form the direction of the injection hole so that the gas is not directly injected into the raw material.

압력조절관(44)에는 캐니스터(41) 설치초기에 내부를 진공펌핑하기 위한 러핑관(45)이 연결되고, 상기 러핑관(45)에는 개폐를 위한 제3밸브(46)가 설치된다. 상기 러핑관(45)은 캐니스터(41)에 직접 연결될 수도 있다.The pressure control pipe 44 is connected to a roughing pipe 45 for vacuum pumping the inside of the canister 41 at the initial stage of installation, and the roughing pipe 45 is provided with a third valve 46 for opening and closing. The rough pipe 45 may be directly connected to the canister 41.

본 발명의 실시예에서는 증발기(50)의 지속적인 원료공급을 위해 캐니스터(41)에 리필유닛(47)을 탈부착할 수 있도록 한다. 따라서 캐니스터(41)가 챔버(31)의 외부에 위치하기 때문에 리필유닛(47)을 지속적으로 교환해주기만 하면 증착장치(20)의 가동을 중단시키지 않고도 원료물질을 지속적으로 공급할 수 있게 된다.In the embodiment of the present invention, the refill unit 47 can be attached and detached to the canister 41 in order to supply the raw material of the evaporator 50 continuously. Therefore, since the canister 41 is located outside the chamber 31, it is possible to continuously supply raw materials without stopping the operation of the deposition apparatus 20 by simply replacing the refill unit 47 continuously.

리필유닛(47)과 캐니스터(41)의 사이에는 제2밸브(48)가 설치되며, 상기 제2밸브(48)는 캐니스터(41)에 설치되는 레벨센서(미도시)의 감지결과를 바탕으로 제어된다. 따라서 원료물질(41)의 잔량이 설정치 이하이면 제2밸브(48)가 열려서 원료물질(47)이 캐니스터(41)의 내부에 충진된다.A second valve 48 is installed between the refill unit 47 and the canister 41, and the second valve 48 is based on a detection result of a level sensor (not shown) installed in the canister 41. Controlled. Therefore, when the remaining amount of the raw material 41 is less than or equal to the set value, the second valve 48 opens to fill the raw material 47 inside the canister 41.

이러한 유기발광다이오드소자 제조용 증착장치(30)의 동작을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the deposition apparatus 30 for manufacturing the organic light emitting diode device will be described with reference to FIG. 3 as follows.

먼저 챔버(31) 내부로 반입된 기판(s)을 기판안치대(32)에 안치하고, 기판안치대(32)의 상부에 소정의 패턴을 가지는 마스크(33)를 설치한다.First, the substrate s carried into the chamber 31 is placed on the substrate support 32, and a mask 33 having a predetermined pattern is provided on the substrate support 32.

이어서 공정분위기를 조성하기 위하여 챔버(31) 내부를 진공펌핑한 다음, 원료공급장치(40)의 제1밸브(43)를 동작시킨다.Subsequently, the inside of the chamber 31 is vacuum pumped to create a process atmosphere, and then the first valve 43 of the raw material supply device 40 is operated.

이때 캐니스터(41)에는 이미 증착용 원료물질이 충진되어 있으며, 압력조절관(44)을 통해 공급된 압력조절용 가스로 인하여 캐니스터(41)의 압력이 챔버(31)의 압력보다 높게 유지되는 상태이다. At this time, the canister 41 is already filled with the raw material for deposition, the pressure of the canister 41 is maintained higher than the pressure of the chamber 31 due to the pressure control gas supplied through the pressure control pipe 44. .

제1밸브(43)가 열리는 순간에 원료물질의 파우더가 캐니스터(41)와 챔버(31)의 압력차에 의하여 원료공급관(42)을 통해 챔버(31) 내부의 증발기(50)로 공급되며, 증발기(50)는 히터에 의하여 고온으로 가열되어 있는 상태이기 때문에 유입된 원료물질을 플래쉬 기화시킨다.When the first valve 43 is opened, powder of the raw material is supplied to the evaporator 50 inside the chamber 31 through the raw material supply pipe 42 by the pressure difference between the canister 41 and the chamber 31. Since the evaporator 50 is heated to a high temperature by a heater, the evaporator 50 flashes the introduced raw material.

기화된 원료물질은 가스분사수단(34)의 분사홀을 통해 챔버(31) 내부로 분 사되어 기판(s)에 증착한 후 소정의 패턴을 형성한다.The vaporized raw material is injected into the chamber 31 through the injection hole of the gas injection means 34 and deposited on the substrate s to form a predetermined pattern.

이러한 과정은 제1밸브(43)가 펄스방식으로 동작하여 원료물질을 공급하는 동안 계속되며, 기판(s)에 원하는 두께의 박막이 증착된 이후에는 제1밸브(43)의 동작을 중단시키고 챔버(31) 내부의 기판(s)을 새로운 기판으로 교환한다.This process continues while the first valve 43 is operated in a pulsed manner to supply the raw material. After the thin film having a desired thickness is deposited on the substrate s, the operation of the first valve 43 is stopped and the chamber is stopped. (31) The internal substrate s is replaced with a new substrate.

만일 공정 도중에 캐니스터(41)의 원료물질 잔량이 레벨 센서에 의하여 설정치 이하인 것으로 판단되면, 제2밸브(48)를 열어서 리필유닛(47)의 원료물질을 캐니스터(41)에 충진하면 된다. 따라서 작업자는 외부에서 리필유닛(47)만을 교체해주면 된다.If it is determined that the remaining amount of the raw material of the canister 41 is less than or equal to the set value by the level sensor during the process, the canister 41 may be filled with the raw material of the refill unit 47 by opening the second valve 48. Therefore, the worker only needs to replace the refill unit 47 from the outside.

도 1은 유기발광다이오드 소자의 개략적인 단면 구성도1 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting diode device

도 2는 종래의 상향식 유기발광다이오드소자 제조용 증착장치의 구성도2 is a block diagram of a deposition apparatus for manufacturing a conventional bottom-up organic light emitting diode device

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원료공급장치를 하향식 증착장치에 연결한 모습을 나타낸 도면3 is a view showing a state in which the raw material supply apparatus according to an embodiment of the present invention connected to the top-down deposition apparatus;

도 4는 압력조절관의 가스분사방향을 나타낸 도면Figure 4 is a view showing the gas injection direction of the pressure control pipe

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Description of the Related Art [0002]

40: 원료공급장치 41: 캐니스터40: raw material supply device 41: canister

42: 원료공급관 43: 제1밸브42: raw material supply pipe 43: first valve

44: 압력조절관 45: 러핑관44: pressure control pipe 45: roughing pipe

46: 제3밸브 47: 리필유닛46: third valve 47: refill unit

48: 제2밸브48: second valve

Claims (13)

일정한 반응공간을 형성하는 챔버, 상기 챔버의 내부에 설치되는 기판안치수단, 원료물질을 증발시키는 증발기를 포함하는 유기발광다이오드소자 제조용 증착장치의 상기 챔버 내부로 원료물질을 공급하는 원료공급장치에 있어서,In the raw material supply device for supplying the raw material into the chamber of the deposition apparatus for manufacturing an organic light emitting diode device comprising a chamber forming a constant reaction space, a substrate setter installed in the chamber, the evaporator for evaporating the raw material; , 상기 챔버의 외부에 설치되며 원료물질을 저장하는 캐니스터;A canister installed outside the chamber and storing raw materials; 상기 원료물질의 리필을 위해 상기 캐니스터에 탈부착할 수 있는 리필유닛;A refill unit detachable from the canister for refilling the raw material; 상기 캐니스터와 상기 증발기를 연결하는 원료공급관;A raw material supply pipe connecting the canister and the evaporator; 상기 캐니스터에 연결되어 압력조절용 가스를 공급하는 압력조절관;A pressure control pipe connected to the canister and supplying a pressure control gas; 을 포함하는 원료공급장치Raw material supply apparatus including a 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 원료공급관은 그 단부가 상기 캐니스터의 내부로 연장되어 상기 캐니스터에 저장된 원료물질에 침지되도록 상기 캐니스터에 연결되는 원료공급장치The raw material supply pipe is connected to the canister so that its end is extended into the canister to be immersed in the raw material stored in the canister 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 원료공급관에는 0.1 내지 10Hz의 펄스방식으로 동작하는 제1 밸브가 설치되는 원료공급장치The raw material supply device is installed in the raw material supply pipe is provided with a first valve operating in a pulse method of 0.1 to 10Hz 제5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 제1밸브는 솔레노이드(solenoid) 밸브인 원료공급장치The first valve is a solenoid (solenoid) valve raw material supply device 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 리필유닛과 상기 캐니스터의 사이에는 제2 밸브가 설치되고,A second valve is installed between the refill unit and the canister. 상기 제2 밸브는 상기 캐니스터에 설치되어 원료물질의 잔량을 감지하는 레벨센서(level sensor)의 감지결과에 의하여 동작이 제어되는 원료공급장치The second valve is installed in the canister raw material supply device is controlled by the operation result of the level sensor (level sensor) for detecting the remaining amount of the raw material 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07268634A (en) * 1994-03-28 1995-10-17 Mitsubishi Electric Corp Cvd apparatus for liquid raw material and cvd process using liuqid raw material and the liquid raw material

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