KR102104307B1 - Linear evaporation source - Google Patents
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Abstract
고온용 선형 증착원이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 증착물질을 구비하는 크루시블(crucible)이 내부에 수용되는 크루시블 수용 유닛; 및 크루시블 수용 유닛 내에서 크루시블의 외부에 배치되며, 해당 위치에서 크루시블 내의 증착물질을 가열하는 증착물질 외부 히팅부를 포함한다.A high temperature linear vapor deposition source is disclosed. A crucible accommodating unit in which a crucible provided with a deposition material according to an embodiment of the present invention is accommodated; And it is disposed outside the crucible in the crucible receiving unit, and includes an evaporation material external heating unit for heating the evaporation material in the crucible at the corresponding position.
Description
본 발명은, 고온용 선형 증착원에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 크루시블의 외부에서 크루시블 내의 증착물질을 가열할 수 있기 때문에 동일한 조건 하에서 종래보다 크루시블의 용량을 증가시킬 수 있으며, 나아가 증착원 내의 컨덕턴스(conductance)와 기판의 균일성(uniformity)을 향상시킬 수 있는 고온용 선형 증착원에 관한 것이다.The present invention relates to a linear evaporation source for high temperature, and more specifically, since it is possible to heat a deposition material in the crucible from the outside of the crucible, it is possible to increase the capacity of the crucible than the conventional under the same conditions. In addition, the present invention relates to a linear deposition source for high temperature capable of improving conductance in a deposition source and uniformity of a substrate.
정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광 받고 있다. 이러한 평판표시소자에는 액정표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다.With the rapid development of information and communication technology and the expansion of the market, flat panel displays have been spotlighted as display devices. Such flat panel display devices include liquid crystal display devices, plasma display panels, and organic light emitting diodes.
이 중에서 유기전계발광소자, 예컨대 OLED는 빠른 응답속도, 기존의 LCD보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어서 최근 디스플레이 소자로서 각광받고 있다.Among them, organic light emitting devices, such as OLEDs, have very good advantages such as fast response speed, lower power consumption than conventional LCDs, light weight, and the fact that they do not require a separate back light device, making them ultra-thin and high brightness. It has recently been spotlighted as a display element.
이러한 유기전계발광소자는 기판 위에 양극 막, 유기 박막, 음극 막을 순서대로 입히고, 양극과 음극 사이에 전압을 걸어줌으로써 적당한 에너지의 차이가 유기 박막에 형성되어 스스로 발광하는 원리이다.The organic electroluminescent device is a principle in which an appropriate energy difference is formed on an organic thin film and emits light by applying an anode film, an organic thin film, and a cathode film on a substrate in order, and applying a voltage between the anode and the cathode.
다시 말해, 주입되는 전자와 정공(hole)이 재결합하며, 남는 여기 에너지가 빛으로 발생되는 것이다. 이때 유기 물질의 도펀트의 양에 따라 발생하는 빛의 파장을 조절할 수 있으므로 풀 칼라(full color)의 구현이 가능하다.In other words, the injected electrons and holes recombine, and the remaining excitation energy is generated as light. At this time, since the wavelength of light generated according to the amount of the dopant of the organic material can be adjusted, full color can be realized.
도 1은 유기전계발광소자의 구조도이다.1 is a structural diagram of an organic light emitting device.
이 도면에 도시된 바와 같이, 유기전계발광소자는 기판 상에 애노드(anode), 정공 주입층(hole injection layer), 정공 운송층(hole transfer layer), 발광층(emitting layer), 정공 방지층(hole blocking layer), 전자 운송층(electron transfer layer), 전자 주입층(electron injection layer), 캐소드(cathode) 등의 막이 순서대로 적층되어 형성된다.As shown in this figure, the organic light emitting device has an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and a hole blocking layer on a substrate. layer), an electron transport layer, an electron injection layer, and a film such as a cathode are formed in order.
이러한 구조에서 애노드로는 면 저항이 작고 투과성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)가 주로 사용된다. 그리고 유기 박막은 발광 효율을 높이기 위하여 정공 주입층, 정공 운송층, 발광층, 정공 방지층, 전자 운송층, 전자 주입층의 다층으로 구성된다. 발광층으로 사용되는 유기물질은 Alq3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA 등이 있다. 캐소드로는 Lie-Al 금속막이 사용된다. 그리고 유기 박막이 공기 중의 수분과 산소에 매우 약하므로 소자의 수명(life time)을 증가시키기 위해 봉합하는 봉지막이 최상부에 형성된다.In this structure, ITO (Indium Tin Oxide) having small surface resistance and good permeability is mainly used as the anode. In addition, the organic thin film is formed of a multi-layer of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer to increase luminous efficiency. Organic materials used as the light emitting layer include Alq3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA, and the like. As the cathode, a Lie-Al metal film is used. In addition, since the organic thin film is very weak to moisture and oxygen in the air, an encapsulating film is formed on the top to seal the device to increase the life time of the device.
도 1에 도시된 유기전계발광소자를 다시 간략하게 정리하면, 유기전계발광소자는 애노드, 캐소드, 그리고 애노드와 캐소드 사이에 개재된 발광층을 포함하며, 구동 시 정공은 애노드로부터 발광층 내로 주입되고, 전자는 캐소드로부터 발광층 내로 주입된다. 발광층 내로 주입된 정공과 전자는 발광층에서 결합하여 엑시톤(exciton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛을 방출하게 된다.When the organic light emitting device shown in FIG. 1 is briefly summarized, the organic light emitting device includes an anode, a cathode, and a light emitting layer interposed between the anode and the cathode, and when driven, holes are injected into the light emitting layer from the anode, and electrons Is injected into the light emitting layer from the cathode. Holes and electrons injected into the light emitting layer are combined in the light emitting layer to generate excitons, and these excitons emit light while transitioning from an excited state to a ground state.
이러한 유기전계발광소자는 구현하는 색상에 따라 단색 또는 풀 칼라(full color) 유기전계발광소자로 구분될 수 있는데, 풀 칼라 유기전계발광소자는 빛의 삼원색인 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 별로 패터닝된 발광층을 구비함으로써 풀 칼라를 구현한다.The organic light emitting device may be divided into a single color or a full color organic light emitting device according to the color to be implemented. The full color organic light emitting device includes red (R), green (G) and three primary colors of light. A full color is realized by having a light emitting layer patterned for each blue (B).
도 1과 같은 구조의 유기전계발광소자를 만들기 위해, 즉 발광층(유기물) 및 전극층(무기물)을 증착하기 위해 평판표시소자용 기판 증착장치가 적용된다.A substrate deposition apparatus for a flat panel display device is applied to make an organic light emitting device having the structure shown in FIG. 1, that is, to deposit a light emitting layer (organic material) and an electrode layer (inorganic material).
진공 증착 방식(thermal evaporation)이 적용되는 평판표시소자용 기판 증착장치에는 기판을 향해 증착물질을 분사하는 고온용 선형 증착원(Linear evaporation source)이 마련된다.A substrate deposition apparatus for a flat panel display device to which a vacuum evaporation method is applied is provided with a linear evaporation source for high temperature spraying a deposition material toward a substrate.
최근에는 박막 두께의 균일성(uniformity) 확보, 컨트롤(control) 장치의 단순화, 그리고 챔버(chamber)의 볼륨(volume) 축소를 위해 리니어 타입(linear type)의 선형 증착원이 적용된다.Recently, a linear deposition source of a linear type is applied to secure uniformity of the thickness of the thin film, simplify the control device, and reduce the volume of the chamber.
한편, 종래의 선형 증착원에서 증착물질을 가열하는 히터(heater)는 크루시블(crucible)의 내부에 배치되는 것이 일반적이다.On the other hand, in a conventional linear deposition source, a heater that heats a deposition material is generally disposed inside a crucible.
이처럼 종래에는 증착물질을 가열하는 히터가 크루시블 내에 배치되어 왔기 때문에 크루시블의 용량을 증가시키기 위해서는 크루시블의 높이를 증가시키거나 외경을 증가시킬 수밖에 없다.As described above, since a heater for heating the deposition material has been disposed in the crucible, in order to increase the capacity of the crucible, it is inevitable to increase the height of the crucible or increase the outer diameter.
그런데, 크루시블의 높이를 증가시키는 것은 챔버의 높이 증대를 야기시키기 때문에 제한될 수밖에 없고, 크루시블의 외경을 증가시키는 것은 크루시블 내의 증착물질의 열 구배를 높이기 때문에 공정 비율 컨트롤(rate control)에 어려움을 만들게 되어 적용이 쉽지 않다.However, increasing the height of the crucible is limited because it causes the height of the chamber to increase, and increasing the outer diameter of the crucible increases the thermal gradient of the deposition material in the crucible, thereby controlling the process ratio (rate) control), making it difficult to apply.
뿐만 아니라 종전처럼 히터가 크루시블 내에 배치될 경우에는 증착원 내부의 컨덕턴스(conductance)와 기판의 균일성(uniformity)을 감소시킬 여지가 상당히 높다는 점에서 이를 해결하기 위한 기술개발이 필요한 실정이다.In addition, in the case where the heater is disposed in the crucible as in the past, there is a high possibility to reduce the conductance and uniformity of the substrate inside the evaporation source, so it is necessary to develop a technology to solve the problem.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 크루시블의 외부에서 크루시블 내의 증착물질을 가열할 수 있기 때문에 동일한 조건 하에서 종래보다 크루시블의 용량을 증가시킬 수 있으며, 나아가 증착원 내의 컨덕턴스(conductance)와 기판의 균일성(uniformity)을 향상시킬 수 있는 고온용 선형 증착원을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is, since it is possible to heat the deposition material in the crucible from the outside of the crucible, it is possible to increase the capacity of the crucible than the conventional under the same conditions, and furthermore, the conductance in the deposition source ( It is to provide a linear deposition source for high temperature that can improve conductance and uniformity of the substrate.
본 발명의 일 측면에 따르면, 증착물질을 구비하는 크루시블(crucible)이 내부에 수용되는 크루시블 수용 유닛; 및 상기 크루시블 수용 유닛 내에서 상기 크루시블의 외부에 배치되며, 해당 위치에서 상기 크루시블 내의 증착물질을 가열하는 증착물질 외부 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온용 선형 증착원이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a crucible accommodating unit in which a crucible having a deposition material is accommodated therein; And a deposition material external heating unit disposed outside the crucible in the crucible accommodating unit and heating the deposition material in the crucible at the corresponding position. Can be.
상기 증착물질 외부 히팅부는, 상기 크루시블 수용 유닛에 마련되는 히터; 및 상기 히터와 연결되되 상기 크루시블 수용 유닛 내에서 상기 크루시블의 외부에 지그재그(zigzag) 형상으로 배치되어 상기 증착물질을 가열하는 외부 배치형 히팅 와이어(heating wire)를 포함할 수 있다.The deposition material external heating unit, a heater provided in the crucible receiving unit; And an externally arranged heating wire connected to the heater and arranged in a zigzag shape outside the crucible in the crucible accommodating unit to heat the deposition material.
상기 증착물질 외부 히팅부는, 상기 크루시블 수용 유닛 내에 배치되며, 상기 외부 배치형 히팅 와이어를 지지하는 와이어 지지 플레이트를 더 포함할 수 있다.The deposition material external heating unit may be disposed in the crucible accommodating unit, and may further include a wire support plate supporting the external placement type heating wire.
상기 와이어 지지 플레이트 상에 위치별로 다수 개 마련되며, 상기 외부 배치형 히팅 와이어를 클램핑하는 다수의 와이어 클램프를 더 포함할 수 있다.A plurality of positions are provided for each position on the wire support plate, and may further include a plurality of wire clamps for clamping the externally arranged heating wire.
상기 와이어 클램프는, 상기 와이어 지지 플레이트 상에 배치되는 금속 지지용 보스; 및 상기 금속 지지용 보스에 삽입되며, 둘레면에서 상기 외부 배치형 히팅 와이어가 가이드되는 와이어 가이드 홀더를 포함할 수 있다.The wire clamp may include a metal support boss disposed on the wire support plate; And a wire guide holder inserted into the metal support boss and guided by the externally arranged heating wire on a circumferential surface.
상기 와이어 클램프는, 상기 와이어 가이드 홀더를 통해 상기 금속 지지용 보스에 체결되어 상기 와이어 가이드 홀더의 자리 이탈을 저지시키는 이탈 저지용 핀을 더 포함할 수 있다.The wire clamp may further include a departure-prevention pin that is fastened to the metal support boss through the wire guide holder and prevents the displacement of the wire guide holder.
상기 와이어 가이드 홀더는 장구 형상을 가질 수 있으며, 상기 와이어 가이드 롤러는 세라믹(ceramic) 재질로 제작될 수 있다.The wire guide holder may have a long gear shape, and the wire guide roller may be made of a ceramic material.
상기 와이어 지지 플레이트에는 열반사를 위한 금속 리플렉터(metal reflector)가 마련될 수 있다.A metal reflector for heat reflection may be provided on the wire support plate.
상기 크루시블 수용 유닛과 교차되게 연결되며, 상기 크루시블 측의 증착물질을 전달하는 증착물질 전달 유닛을 더 포함할 수 있다.It may be further connected to the crucible accommodating unit, and may further include a deposition material delivery unit that delivers the deposition material on the crucible side.
상기 크루시블 수용 유닛과 상기 증착물질 전달 유닛에는 쿨링 수단이 개재될 수 있다.Cooling means may be interposed in the crucible accommodating unit and the deposition material transfer unit.
상기 증착물질 전달 유닛에 마련되며, 상기 크루시블에서 전달되는 증착물질을 가열하는 내장형 히팅 모듈을 더 포함할 수 있다.It is provided on the deposition material delivery unit, and may further include a built-in heating module for heating the deposition material delivered from the crucible.
상기 크루시블로부터의 증착물질이 전달되어 수용되는 증착물질 수용부와, 상기 증착물질 수용부의 반경 방향 내측에 배치되어 상기 내장형 히팅 모듈이 배치되는 모듈 배치부를 구비하는 노즐 헤드(nozzle head)를 더 포함할 수 있다.A nozzle head having a deposition material receiving portion through which the deposition material from the crucible is transferred and received, and a module placement portion disposed on a radially inner side of the deposition material receiving portion and on which the built-in heating module is disposed, are further provided. It can contain.
일단부는 상기 노즐 헤드의 증착물질 수용부에 연통되게 결합되고 타단부는 상기 노즐 헤드의 외측으로 노출되어 상기 내장형 히팅 모듈에 의해 증발된 상기 증착물질을 외부로 분사하는 다수의 노즐(nozzle)을 더 포함할 수 있다.One end is coupled to the deposition material receiving portion of the nozzle head in communication, the other end is exposed to the outside of the nozzle head a plurality of nozzles (nozzle) for spraying the deposition material evaporated by the built-in heating module to the outside It can contain.
상기 내장형 히팅 모듈은, 모듈 바디; 및 상기 모듈 바디의 외측에 나선형으로 배치되는 나선형 히팅 와이어를 더 포함할 수 있다.The built-in heating module, the module body; And it may further include a spiral heating wire disposed in a spiral on the outside of the module body.
상기 내장형 히팅 모듈은, 상기 모듈 바디의 외측에 배치되어 상기 나선형 히팅 와이어를 지지하며, 상기 나선형 히팅 와이어가 상기 모듈 바디와 상기 노즐 헤드에 직접 접촉되는 것을 저지시키는 인슐레이터(insulator)를 더 포함할 수 있다.The built-in heating module may further include an insulator disposed outside the module body to support the spiral heating wire, and to prevent the spiral heating wire from directly contacting the module body and the nozzle head. have.
상기 인슐레이터는 상기 모듈 바디의 외측에서 원주 방향을 따라 등각도 간격으로 다수 개 배치되며, 다수의 링 부재에 의해 지지될 수 있다.A plurality of insulators are disposed at equal angle intervals along the circumferential direction from the outside of the module body, and may be supported by a plurality of ring members.
상기 모듈 바디의 일단부에는 상기 노즐 헤드의 단부가 결합되는 단차진 헤드 결합부가 더 형성될 수 있으며, 상기 헤드 결합부에는 다수의 절개부가 형성될 수 있다.A stepped head coupling portion to which an end of the nozzle head is coupled may be further formed at one end of the module body, and a plurality of cutout portions may be formed at the head coupling portion.
본 발명에 따르면, 크루시블의 외부에서 크루시블 내의 증착물질을 가열할 수 있기 때문에 동일한 조건 하에서 종래보다 크루시블의 용량을 증가시킬 수 있으며, 나아가 증착원 내의 컨덕턴스(conductance)와 기판의 균일성(uniformity)을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since it is possible to heat the deposition material in the crucible from the outside of the crucible, it is possible to increase the capacity of the crucible than the conventional one under the same conditions, and furthermore, the conductance of the deposition source and the substrate Uniformity can be improved.
도 1은 유기전계발광소자의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온용 선형 증착원이 적용된 평판표시소자용 기판 증착장치의 개략적인 구조도이다.
도 3은 고온용 선형 증착원의 횡단면 구조도이다.
도 4는 도 3의 A 영역에 대한 확대도이다.
도 5는 노즐 헤드와 내장형 히팅 모듈의 사시도이다.
도 6은 도 5의 B 영역에 대한 확대도이다.
도 7은 도 3의 크루시블 영역의 확대도이다.
도 8은 도 7의 정면도이다.
도 9는 도 7의 C 영역에 대한 외부 배치형 히팅 와이어와 와이어 클램프의 배치도이다.
도 10은 와이어 클램프의 분해도이다.1 is a structural diagram of an organic light emitting device.
2 is a schematic structural diagram of a substrate deposition apparatus for a flat panel display device to which a linear deposition source for high temperature is applied according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional structure diagram of a high temperature linear vapor deposition source.
4 is an enlarged view of area A of FIG. 3.
5 is a perspective view of the nozzle head and the built-in heating module.
6 is an enlarged view of region B of FIG. 5.
7 is an enlarged view of the crucible area of FIG. 3.
8 is a front view of FIG. 7.
FIG. 9 is a layout view of the externally arranged heating wire and wire clamp for the region C of FIG. 7.
10 is an exploded view of the wire clamp.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals in each drawing denote the same members.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온용 선형 증착원이 적용된 평판표시소자용 기판 증착장치의 개략적인 구조도이다.2 is a schematic structural diagram of a substrate deposition apparatus for a flat panel display device to which a linear deposition source for high temperature is applied according to an embodiment of the present invention.
도면 대비 설명에 앞서, 평판표시소자는 액정표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes) 등을 포함하나 이하에서는 평판표시소자를 유기전계발광소자(OLED)용 기판이라 하여 설명한다.Prior to the description relative to the drawings, the flat panel display device includes a liquid crystal display device, a plasma display panel, organic light emitting diodes, etc. It will be described as a substrate for a light emitting element (OLED).
도 2를 참조하면 평판표시소자용 기판 증착장치는 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 공정 챔버(10)와, 공정 챔버(10)의 일측에 마련되어 기판을 향해 증착물질을 분사하는 고온용 선형 증착원(100)을 포함한다.Referring to FIG. 2, a substrate deposition apparatus for a flat panel display device includes a
공정 챔버(10)는 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 장소이다. 즉 도 1에 도시된 유기전계발광소자의 제조를 위해 발광층(유기물) 및 전극층(무기물)을 증착하는 장소를 형성한다. 본 실시예의 증착장치는 유기물을 증착하는 증착장치일 수 있다.The
증착 공정 시 공정 챔버(10)의 내부는 진공 분위기를 유지한다. 때문에 공정 챔버(10)에는 진공 펌프 등이 연결될 수 있다.During the deposition process, the inside of the
한편, 고온용 선형 증착원(100)은 공정 챔버(10)의 일측에 마련되어 기판을 향해 증착물질을 분사한다.On the other hand, a linear deposition source for
자세히 후술하겠지만 본 실시예의 고온용 선형 증착원(100)은 공정 챔버(10)의 길이 방향으로 길게 배치되고 추가 조립이 필요 없는 일체형 구조를 개시하고 있기 때문에, 매 사용 시마다 야기될 수 있는 온도 편차 발생을 줄일 수 있다.As will be described later in detail, since the
특히, 후술할 구조적인 특징을 갖는 본 실시예에 따른 고온용 선형 증착원(100)이 적용됨에 따라 크루시블(120)의 외부에서 크루시블(120) 내의 증착물질을 가열할 수 있기 때문에 동일한 조건 하에서 종래보다 크루시블(120)의 용량을 증가시킬 수 있으며, 나아가 증착원 내의 컨덕턴스(conductance)와 기판의 균일성(uniformity)을 향상시킬 수 있다.In particular, since the
이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 실시예의 고온용 선형 증착원(100)에 대해 자세히 알아보도록 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 3 to 10 will be described in detail with respect to the high-temperature
도 3은 고온용 선형 증착원의 횡단면 구조도, 도 4는 도 3의 A 영역에 대한 확대도, 도 5는 노즐 헤드와 내장형 히팅 모듈의 사시도, 도 6은 도 5의 B 영역에 대한 확대도, 도 7은 도 3의 크루시블 영역의 확대도, 도 8은 도 7의 정면도, 도 9는 도 7의 C 영역에 대한 외부 배치형 히팅 와이어와 와이어 클램프의 배치도, 그리고 도 10은 와이어 클램프의 분해도이다.3 is a cross-sectional structure diagram of a linear deposition source for high temperature, FIG. 4 is an enlarged view of area A of FIG. 3, FIG. 5 is a perspective view of a nozzle head and an embedded heating module, and FIG. 6 is an enlarged view of area B of FIG. 5 , FIG. 7 is an enlarged view of the crucible area of FIG. 3, FIG. 8 is a front view of FIG. 7, FIG. 9 is a layout view of an externally arranged heating wire and a wire clamp for the area C of FIG. 7, and FIG. 10 is a wire It is an exploded view of the clamp.
이들 도면을 참조하면, 크루시블(120)의 외부에서 크루시블(120) 내의 증착물질을 가열할 수 있기 때문에 동일한 조건 하에서 종래보다 크루시블(120)의 용량을 증가시킬 수 있도록 한 것으로서, 증착물질을 구비하는 크루시블(120)이 내부에 수용되는 크루시블 수용 유닛(110)과, 크루시블 수용 유닛(110)과 교차되게 연결되고 크루시블(120) 측의 증착물질을 전달하는 증착물질 전달 유닛(115)과, 크루시블 수용 유닛(110) 내에서 크루시블(120)의 외부에 배치되며, 해당 위치에서 크루시블(120) 내의 증착물질을 가열하는 증착물질 외부 히팅부(160)와, 증착물질 전달 유닛(115)에 마련되며, 크루시블(120)에서 전달되는 증착물질을 가열하는 내장형 히팅 모듈(130)을 포함할 수 있다.Referring to these drawings, since the deposition material in the
크루시블 수용 유닛(110)과 증착물질 전달 유닛(115)은 일종의 캐비닛으로서 각기 해당 위치에서 크루시블(120)과 내장형 히팅 모듈(130)을 각각 수용 지지한다. 크루시블 수용 유닛(110)과 증착물질 전달 유닛(115)에는 각기 쿨링 수단이 개재될 수 있다. 쿨링 수단은 예컨대, 도 7 및 도 8에 도시된 쿨링 라인(C/L)을 포함할 수 있다. 쿨링 라인(C/L)으로 냉각수가 흐르면서 크루시블 수용 유닛(110) 또는 증착물질 전달 유닛(115)을 냉각시킬 수 있다. 편의상 증착물질 전달 유닛(115) 측의 쿨링 라인(C/L)은 도시를 생략했다.The
크루시블(120)은 크루시블 수용 유닛(110) 내에 배치되는 통 형상의 구조물이다. 이러한 크루시블(120) 내에는 가열 시 증발되면서 도 2의 기판 표면에 증착되는 증착물질이 수용된다. 크루시블(120) 내에 수용되는 증착물질은 유기물 또는 무기물일 수 있다.The
한편, 전술한 바와 같이, 종전에는 크루시블(120) 내에 수용되는 증착물질을 가열하기 위한 일련의 수단이 크루시블(120)의 내부에 배치되어 왔기 때문에 크루시블(120)의 용량을 증가시키기 위해서는 크루시블의 높이를 증가시키거나 외경을 증가시킬 수밖에 없었다.On the other hand, as described above, previously, a series of means for heating the deposition material accommodated in the
하지만, 크루시블(120)의 높이를 증가시키는 것은 챔버(10, 도 2 참조)의 높이 증대를 야기시키기 때문에 제한될 수밖에 없고, 크루시블(120)의 외경을 증가시키는 것은 크루시블(120) 내의 증착물질의 열 구배를 높이기 때문에 공정 비율 컨트롤(rate control)에 어려움을 만들게 되어 적용이 쉽지 않다.However, increasing the height of the
이에, 본 실시예에서는 증착물질을 가열하기 위한 일련의 수단을 크루시블(120)의 외부에 배치함으로써 이러한 문제점을 해결하고 있는 것이다.Thus, in the present embodiment, this problem is solved by arranging a series of means for heating the deposition material outside the
즉 종래와 동일한 조건 하에서 종래보다 크루시블(120)의 용량을 증가시킬 수 있도록 본 실시예의 경우, 증착물질 외부 히팅부(160)를 적용하고 있다. 다시 말해, 증착물질 외부 히팅부(160)는 도 7 내지 도 10에 자세히 도시된 것처럼 크루시블 수용 유닛(110) 내에서 크루시블(120)의 외부에 배치되며, 해당 위치에서 크루시블(120) 내의 증착물질을 가열하는 역할을 한다.That is, in the present embodiment, the
증착물질 외부 히팅부(160)가 크루시블(120)의 외부에서 크루시블(120) 내의 증착물질을 가열할 수 있기 때문에 동일한 조건 하에서 종래보다 크루시블(120)의 용량을 증가시킬 수 있다. 즉 크루시블(120) 내에 별도의 부품이 마련될 필요가 없기 때문에 크루시블(120)의 용량을 증가시킬 수 있다.Since the deposition material
증착물질 외부 히팅부(160)는 크루시블 수용 유닛(110)에 마련되는 히터(161)와, 히터(161)와 연결되되 크루시블 수용 유닛(110) 내에서 크루시블(120)의 외부에 지그재그(zigzag) 형상으로 배치되어 증착물질을 가열하는 외부 배치형 히팅 와이어(163, heating wire)를 포함할 수 있다.The
본 실시예처럼 공정 온도가 예컨대 1000℃가 넘는 고온용 선형 증착원(100)의 경우, 히터(161)가 텅스텐 또는 탄탈럼 등의 외부 배치형 히팅 와이어(163)에 전압과 전류를 인가하는 저항 가열방식을 사용한다. 이때, 외부 배치형 히팅 와이어(163)의 온도는 1000℃를 넘기 때문에 외부 배치형 히팅 와이어(163)는 외부에 노출된 누드 타입(nude type)으로 적용될 수 있다.In the case of the
이와 같은 외부 배치형 히팅 와이어(163)는 와이어 지지 플레이트(165) 상에 지그재그 방식으로 배치된다. 외부 배치형 히팅 와이어(163)가 지그재그 방식으로 배치되기 때문에 열효율이 높아질 수 있다. 와이어 지지 플레이트(165)는 크루시블 수용 유닛(110) 내에 배치되는 구조물로서 외부 배치형 히팅 와이어(163)를 지지한다.The externally arranged
와이어 지지 플레이트(165)에는 열반사를 위한 금속 리플렉터(166, metal reflector)가 마련된다. 금속 리플렉터(166)로 인해 반사되는 열이 크루시블(120)로 향하기 때문에 열효율이 높아질 수 있다.The
외부 배치형 히팅 와이어(163)를 와이어 지지 플레이트(165) 상에 클램핑시키기 위해 다수의 와이어 클램프(170)가 마련된다. 다수의 와이어 클램프(170)는 와이어 지지 플레이트(165) 상에 위치별로 다수 개 마련되며, 외부 배치형 히팅 와이어(163)를 클램핑하는 역할을 한다.A plurality of wire clamps 170 are provided to clamp the externally arranged
와이어 클램프(170)는, 와이어 지지 플레이트(165) 상에 배치되는 금속 지지용 보스(171)와, 금속 지지용 보스(171)에 삽입되며, 둘레면에서 외부 배치형 히팅 와이어(163)가 가이드되는 와이어 가이드 홀더(172)와, 와이어 가이드 홀더(172)를 통해 금속 지지용 보스(171)에 체결되어 와이어 가이드 홀더(172)의 자리 이탈을 저지시키는 이탈 저지용 핀(173)을 포함한다.The
본 실시예에서 와이어 가이드 홀더(172)는 롤러(roller) 내지는 장구 형상을 가질 수 있다. 따라서 외부 배치형 히팅 와이어(163)가 도 9처럼 지그재그 형상으로 배치될 때, 외부 배치형 히팅 와이어(163)를 단선 없이 용이하게 가이드할 수 있다. 와이어 가이드 홀더(172)는 열변형에 강한 세라믹(ceramic) 재질로 제작될 수 있다.In this embodiment, the
한편, 다시 도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 고온용 선형 증착원(100)에는 크루시블 수용 유닛(110)과 교차되게 연결되며, 크루시블(120) 측의 증착물질을 전달하는 증착물질 전달 유닛(115)이 마련된다.Meanwhile, referring to FIGS. 3 to 6 again, the
이러한 증착물질 전달 유닛(115)에는 크루시블(120)에서 전달되는 증착물질을 가열하는 내장형 히팅 모듈(130)이 마련된다.The deposition
본 실시예의 경우, 크루시블 수용 유닛(110) 측에서는 외부 가열방식으로 증착물질을 가열하고 있는데 반해, 증착물질 전달 유닛(115) 측에서는 내장형 히팅 모듈(130)에 의한 내부 가열방식으로 증착물질을 가열한다.In this embodiment, the
증착물질 전달 유닛(115)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 가열된 증착물질이 분사되는 노즐(150)이 배치되는 노즐 배치공(111)이 형성된다. 노즐 배치공(111)은 노즐(150)보다는 큰 부피로 형성된다. 노즐(150)은 노즐 배치공(111) 내에 배치될 뿐 노즐 배치공(111)의 외측으로 노출되지 않는다.As illustrated in FIG. 4, a
증착물질 전달 유닛(115)에는 다수의 노즐(150)이 결합되는 노즐 헤드(140)가 마련된다. 노즐 헤드(140)의 단부가 크루시블(120)의 출구(120a, 도 8 참조)와 결합된다.The deposition
내장형 히팅 모듈(130)은 크루시블(120)로부터 노즐 헤드(140) 내로 전달되는 증착물질을 가열하는 역할을 한다.The built-in
내장형 히팅 모듈(130)은 모듈 바디(131)와, 모듈 바디(131)의 외측에 나선형으로 배치되는 나선형 히팅 와이어(132, heating wire)와, 모듈 바디(131)의 외측에 배치되어 나선형 히팅 와이어(132)를 지지하며, 나선형 히팅 와이어(132)가 모듈 바디(131)와 노즐 헤드(140)에 직접 접촉되는 것을 저지시키는 인슐레이터(133, insulator)를 포함한다.The built-in
본 실시예처럼 모듈 바디(131)의 외측에 인슐레이터(133)를 설치하고, 이 인슐레이터(133)를 통해 나선형 히팅 와이어(132)를 나선 형태로 감아 배치하여 내장형 히팅 모듈(130)을 제작할 경우, 제작의 편의성을 대폭 향상시킬 수 있다.When the
인슐레이터(133)는 모듈 바디(131)의 외측에서 원주 방향을 따라 등각도 간격으로 다수 개 배치될 수 있다. 본 실시예의 경우, 인슐레이터(133)가 모듈 바디(131)의 외측에서 원주 방향을 따라 등각도 간격으로 4개 배치되고 있는데, 이의 개수에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.A plurality of
모듈 바디(131)의 일단부에 노즐 헤드(140)의 단부가 결합되는 헤드 결합부(134)가 형성된다. 헤드 결합부(134)는 단차진 구조를 갖는다. 반드시 그러한 것은 아니지만 헤드 결합부(134)에는 다수의 절개부(134a)가 더 형성된다.A
그리고 모듈 바디(131)의 길이 방향을 따라 군데군데에는 다수의 링 부재(135)가 결합된다. 링 부재(135)들은 인슐레이터(133)를 지지하는 역할을 한다.In addition, a plurality of
한편, 노즐 헤드(140)는 크루시블(120)로부터의 증착물질이 전달되는 장소를 형성할 뿐만 아니라 내부에 내장형 히팅 모듈(130)이 장착되며, 또한 외면에 다수의 노즐(150)이 결합된다.On the other hand, the
노즐 헤드(140)는 종전과 달리 이중관의 구조를 갖는다. 즉 노즐 헤드(140)는 크루시블(120)로부터의 증착물질이 전달되어 수용되는 증착물질 수용부(141)와, 증착물질 수용부(141)의 반경 방향 내측에 배치되어 내장형 히팅 모듈(130)이 배치되는 모듈 배치부(142)를 구비하는 이중관 구조를 갖는다.Unlike the previous head, the
이처럼 노즐 헤드(140)의 제일 안쪽인 모듈 배치부(142)에 내장형 히팅 모듈(130)이 배치되어 발열되고, 그 바깥쪽의 증착물질 수용부(141)에 크루시블(120)로부터의 증착물질이 전달되어 수용됨에 따라 증착물질은 내장형 히팅 모듈(130)에 의해 가열되어 외부로 분사될 수 있다.As described above, the built-in
특히, 이와 같은 구조의 경우, 반사판 등의 구조가 필요치 않기 때문에 구조가 간편해지는 이점이 있으며, 따라서 제조가 편리하면서도 설치 또는 유지보수가 간편해지는 이점이 있다.Particularly, in the case of such a structure, since a structure such as a reflector is not required, there is an advantage in that the structure is simplified, and thus there is an advantage in that it is convenient to manufacture and easy to install or maintain.
한편, 노즐(150)은 그 일단부가 노즐 헤드(140)의 증착물질 수용부(141)에 연통되게 결합되고 타단부는 노즐 헤드(140)의 외측으로 노출되어 증착물질 전달 유닛(115)의 노즐 배치공(111)에 배치되며, 내장형 히팅 모듈(130)에 의해 증발된 증착물질을 도 2의 기판을 향해 분사하는 역할을 한다.On the other hand, the
본 실시예의 경우, 노즐 헤드(140)의 제일 안쪽인 모듈 배치부(142)에 내장형 히팅 모듈(130)이 배치되어 발열되고, 그 바깥쪽의 증착물질 수용부(141)에 크루시블(120)로부터의 증착물질이 전달되어 수용됨에 따라 증착물질은 내장형 히팅 모듈(130)에 의해 가열되며, 이 증착물질 수용부(141)에 노즐(150)이 연결되는 구조를 가지기 때문에 종래기술과 달리, 노즐(150)의 길이를 가능한 한 짧게 유지시킬 수 있다. 따라서 증착물질인 유기물이 굳어서 노즐(150)의 홀(hole)이 막히는 현상인 클로깅 현상을 예방하기에 좋다.In the present embodiment, the built-in
이러한 구성을 갖는 평판표시소자용 기판 증착장치의 작용에 대해 간략하게 살펴보면 다음과 같다.A brief look at the operation of the substrate deposition apparatus for a flat panel display device having such a configuration is as follows.
기판에 대한 증착 공정이 진행되기 위해 고온용 선형 증착원(100)의 증착물질 외부 히팅부(160)로 전원이 공급된다. 그러면 히터(161)가 동작되어 외부 배치형 히팅 와이어(163)가 발열됨으로써 크루시블(120) 내의 증착물질이 가열된다.In order to proceed with the deposition process for the substrate, power is supplied to the
가열되는 크루시블(120) 내의 증착물질은 증착물질 전달 유닛(115)을 경유해서 노즐(150)을 통해 기판으로 분사된다. 이때, 내장형 히팅 모듈(130)이 가동되고 있기 때문에 내장형 히팅 모듈(130)의 열이 노즐 헤드(140)의 증착물질 수용부(141)로 전달된다.The deposition material in the
그러면 증착물질 수용부(141)를 지나는 크루시블(120)로부터의 증착물질이 계속 가열되면서 증발상태를 유지할 수 있으며, 이로 인해 증착물질은 다수의 노즐(150)을 통해 기판의 표면으로 증착될 수 있게 된다.Then, the deposition material from the
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 크루시블(120)의 외부에서 크루시블(120) 내의 증착물질을 가열할 수 있기 때문에 동일한 조건 하에서 종래보다 크루시블(120)의 용량을 증가시킬 수 있으며, 나아가 증착원 내의 컨덕턴스(conductance)와 기판의 균일성(uniformity)을 향상시킬 수 있게 된다.According to the present embodiment having the structure and action as described above, since the deposition material in the
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.
10 : 공정 챔버 100 : 고온용 선형 증착원
110 : 크루시블 수용 유닛 115 : 증착물질 전달 유닛
120 : 크루시블 130 : 내장형 히팅 모듈
131 : 모듈 바디 132 : 히팅 와이어
133 : 인슐레이터 134 : 헤드 결합부
134a : 절개부 135 : 링 부재
140 : 노즐 헤드 140a : 제1 플랜지부
141 : 증착물질 수용부 142 : 모듈 배치부
150 : 노즐 160 : 증착물질 외부 히팅부
161 : 히터 163 : 외부 배치형 히팅 와이어
165 : 와이어 지지 플레이트 166 : 금속 리플렉터
170 : 와이어 클램프 171 : 금속 지지용 보스
172 : 와이어 가이드 홀더 173 : 이탈 저지용 핀10: process chamber 100: linear deposition source for high temperature
110: Crucible receiving unit 115: Deposition material delivery unit
120: crucible 130: built-in heating module
131: module body 132: heating wire
133: insulator 134: head engaging portion
134a: incision 135: ring member
140: nozzle head 140a: the first flange portion
141: deposition material receiving unit 142: module arrangement unit
150: nozzle 160: deposition material external heating part
161: heater 163: externally arranged heating wire
165: wire support plate 166: metal reflector
170: wire clamp 171: metal support boss
172: wire guide holder 173: departure stop pin
Claims (17)
상기 크루시블 수용 유닛 내에서 상기 크루시블의 외부에 배치되며, 해당 위치에서 상기 크루시블 내의 증착물질을 가열하는 증착물질 외부 히팅부;
상기 크루시블 수용 유닛과 교차되게 연결되며, 상기 크루시블 측의 증착물질을 전달하는 증착물질 전달 유닛;
모듈 바디와, 상기 모듈 바디의 외측에 나선형으로 배치되는 나선형 히팅 와이어와, 상기 모듈 바디의 외측에서 원주 방향을 따라 등각도 간격으로 다수 개 배치되어 상기 나선형 히팅 와이어를 지지하되 다수의 링 부재에 의해 지지되며, 상기 나선형 히팅 와이어가 상기 모듈 바디와 노즐 헤드에 직접 접촉되는 것을 저지시키는 인슐레이터(insulator)를 구비하며, 상기 증착물질 전달 유닛에 마련되고 상기 크루시블에서 전달되는 증착물질을 가열하는 내장형 히팅 모듈; 및
상기 크루시블로부터의 증착물질이 전달되어 수용되는 증착물질 수용부와, 상기 증착물질 수용부의 반경 방향 내측에 배치되어 상기 내장형 히팅 모듈이 배치되는 모듈 배치부를 구비하는 노즐 헤드(nozzle head)를 포함하며,
상기 증착물질 외부 히팅부는,
상기 크루시블 수용 유닛에 마련되는 히터;
상기 히터와 연결되되 상기 크루시블 수용 유닛 내에서 상기 크루시블의 외부에 지그재그(zigzag) 형상으로 배치되어 상기 증착물질을 가열하는 외부 배치형 히팅 와이어(heating wire);
상기 크루시블 수용 유닛 내에 배치되며, 상기 외부 배치형 히팅 와이어를 지지하는 와이어 지지 플레이트; 및
상기 와이어 지지 플레이트 상에 배치되는 금속 지지용 보스와, 상기 금속 지지용 보스에 삽입되고 둘레면에서 상기 외부 배치형 히팅 와이어가 가이드되는 와이어 가이드 홀더와, 상기 와이어 가이드 홀더를 통해 상기 금속 지지용 보스에 체결되어 상기 와이어 가이드 홀더의 자리 이탈을 저지시키는 이탈 저지용 핀을 구비하되 상기 와이어 지지 플레이트 상에 위치별로 다수 개 마련되며, 상기 외부 배치형 히팅 와이어를 클램핑하는 다수의 와이어 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온용 선형 증착원.A crucible accommodating unit in which a crucible having a deposition material is accommodated therein;
A deposition material external heating unit disposed outside the crucible in the crucible accommodating unit and heating the deposition material in the crucible at a corresponding position;
A deposition material delivery unit which is cross-connected with the crucible receiving unit and delivers the deposition material on the crucible side;
A module body, a helical heating wire helically disposed on the outside of the module body, and a plurality of is disposed at equal angle intervals along a circumferential direction from the outside of the module body to support the helical heating wire, but by a plurality of ring members It is supported, and is provided with an insulator that prevents the spiral heating wire from directly contacting the module body and the nozzle head, and is provided in the deposition material delivery unit to heat the deposition material delivered from the crucible. Heating module; And
It includes a nozzle head (nozzle head) having a deposition material receiving portion for receiving and receiving the deposition material from the crucible, and a module arrangement portion disposed on the radially inner side of the deposition material receiving portion to place the built-in heating module. And
The deposition material external heating unit,
A heater provided in the crucible accommodating unit;
An externally arranged heating wire connected to the heater and arranged in a zigzag shape outside the crucible in the crucible accommodating unit to heat the deposition material;
A wire support plate disposed in the crucible accommodating unit and supporting the externally arranged heating wire; And
A metal support boss disposed on the wire support plate, a wire guide holder inserted into the metal support boss and guided by the externally arranged heating wire on a circumferential surface, and the metal support boss through the wire guide holder It is fastened to the provided with a pin for preventing the departure to prevent the seat of the wire guide holder, but provided in a plurality by position on the wire support plate, including a plurality of wire clamps for clamping the externally arranged heating wire Characterized by a linear deposition source for high temperature.
상기 와이어 가이드 홀더는 장구 형상을 가지며,
상기 와이어 가이드 롤러는 세라믹(ceramic) 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 고온용 선형 증착원.According to claim 1,
The wire guide holder has a long gear shape,
The wire guide roller is a linear deposition source for high temperature, characterized in that it is made of a ceramic (ceramic) material.
상기 와이어 지지 플레이트에는 열반사를 위한 금속 리플렉터(metal reflector)가 마련되는 것을 특징으로 하는 고온용 선형 증착원.According to claim 1,
A linear deposition source for high temperature, wherein the wire support plate is provided with a metal reflector for heat reflection.
상기 크루시블 수용 유닛과 상기 증착물질 전달 유닛에는 쿨링 수단이 개재되는 것을 특징으로 하는 고온용 선형 증착원.According to claim 1,
A linear evaporation source for high temperature, characterized in that a cooling means is interposed in the crucible accommodating unit and the evaporation material delivery unit.
일단부는 상기 노즐 헤드의 증착물질 수용부에 연통되게 결합되고 타단부는 상기 노즐 헤드의 외측으로 노출되어 상기 내장형 히팅 모듈에 의해 증발된 상기 증착물질을 외부로 분사하는 다수의 노즐(nozzle)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온용 선형 증착원.According to claim 1,
One end is coupled to the deposition material receiving portion of the nozzle head in communication, the other end is exposed to the outside of the nozzle head a plurality of nozzles for spraying the deposition material evaporated by the built-in heating module to the outside (nozzle) further Linear deposition source for high temperature, characterized in that it comprises.
상기 모듈 바디의 일단부에는 상기 노즐 헤드의 단부가 결합되는 단차진 헤드 결합부가 더 형성되며,
상기 헤드 결합부에는 다수의 절개부가 형성되는 것을 특징으로 하는 고온용 선형 증착원.According to claim 1,
A stepped head coupling portion to which an end of the nozzle head is coupled is further formed at one end of the module body,
A linear evaporation source for high temperature, characterized in that a plurality of incisions are formed in the head coupling portion.
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