JP5594503B2 - 噴射ノズルユニット - Google Patents

Description

本発明は、噴射ノズルユニット（Ｓｐｒａｙｉｎｇ Ｎｏｚｚｌｅ Ｕｎｉｔ）に関し、より詳しくは、基板上に薄膜形態で原料物質を蒸着させるために気化した原料物質を基板に噴射する噴射ノズルユニットに関する。

自己発光特性を有する有機発光表示装置は、走査線（ｓｃａｎ ｌｉｎｅ）とデータ線（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）との間にマトリックス方式で接続されて画素を構成する有機発光素子を含む。有機発光素子はアノード（ａｎｏｄｅ）電極及びカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）電極と、アノード電極及びカソード電極との間に形成され、正孔輸送層、有機発光層及び電子輸送層を含む有機薄膜層とで構成される。

有機薄膜層を蒸着する工程に使用される有機材料は、無機材料とは異なり、高い蒸気圧が必要ではないが、高温で分解及び変性が容易である。このような材料の特性により、有機薄膜は、タングステン、チタン、ＳＵＳ等の材質からなる原料容器に有機材料を充填し、原料容器を加熱して有機材料を気化させて基板上に蒸着させる。

有機薄膜層を蒸着するために気化した原料物質を基板上に均一に噴射するが、気化した原料物質を収容する原料容器の外壁に噴射ノズルを結合して、原料容器の内部の原料物質を噴射ノズルを通過させて基板に蒸発させる。

図１は、従来の噴射ノズルの一例を示す図である。図１を参照すると、従来の噴射ノズル１０は、ねじ結合部１２などを用いてチャンバの外壁２１に結合される。

チャンバ２０と噴射ノズル１０は、蒸着工程中は噴射孔１１を通過する気化した原料物質と接触するので、気化した原料物質から伝達された熱により高温状態になった後、蒸着工程が完了すると再度低温状態になる。蒸着工程が繰り返される過程でチャンバ２０と噴射ノズル１０は、熱によって膨張と収縮が繰り返される繰り返し荷重に露出し、このような熱による繰り返し荷重により、噴射ノズル１０をチャンバの外壁２１に結合させるねじ結合部１２の部位に緩みやクラックが発生する恐れがあり、噴射ノズル１０とチャンバの外壁２１との間には微細な隙間が形成される可能性がある。

このような噴射ノズルとチャンバとの結合部分で発生した損傷により、チャンバ内部の気化した原料物質が損傷部位を通じて外部へ漏出することにより、高価な原料物質が失われるのみでなく、漏出した原料物質により基板以外の領域に原料物質による汚染問題が発生する。

したがって、本発明は、このような従来の問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、気化した原料物質を噴射する噴射ノズルと原料物質を収容するチャンバとの間が損傷しないようにシールすることにより、高価な原料物質の漏出を防いで製造コストを低減し、基板以外の領域に原料物質が蒸着することを防止することにより、原料物質による汚染を防止できる噴射ノズルユニットを提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明の噴射ノズルユニットは、内部において上下方向に貫通して形成されて気化した原料物質が通過する噴射孔を備え、前記原料物質が収容されたチャンバの外壁を貫通して結合されるノズル本体と、前記ノズル本体と前記チャンバの外壁との間に設けられ、気化した原料物質が前記ノズル本体と前記チャンバの外壁との間へ漏出しないように、前記ノズル本体と前記チャンバの外壁との間をシールするシール部材と、前記ノズル本体において前記チャンバの内側に位置する下端部に結合されるワッシャ部材と、前記ワッシャ部材と前記チャンバの外壁の内側面との間に設けられ、前記チャンバの外壁と前記ワッシャ部材側に向かう弾性力をそれぞれ作用させて前記ノズル本体を前記チャンバの外壁に密着させるスプリング部材とを含むことを特徴とする。

本発明に係る噴射ノズルユニットにおいて、好ましくは、前記ノズル本体は、前記チャンバの外壁に形成された貫通孔に挿入されて前記チャンバの内側まで突出する第１の本体部と、前記第１の本体部の上部に設けられ、前記第１の本体部よりも断面積が大きく、前記チャンバの外側に突出する第２の本体部とをさらに備える。

本発明に係る噴射ノズルユニットにおいて、好ましくは、前記シール部材は、前記第２の本体部と前記チャンバの外壁の外側面との間に設けられる第１のシール部材と、前記スプリング部材と前記チャンバの外壁の内側面との間に設けられる第２のシール部材とを含む。

本発明に係る噴射ノズルユニットにおいて、好ましくは、前記ワッシャ部材は、Ｕ字状に形成され、前記ノズル本体の下端部には、側面から凹んで互いに反対方向を向く一対の凹み部が形成され、前記ワッシャ部材が前記凹み部に嵌められる方法で前記ワッシャ部材と前記ノズル本体が結合される。

本発明に係る噴射ノズルユニットにおいて、好ましくは、前記シール部材は銅材質で形成される。

本発明の噴射ノズルユニットによれば、長時間の使用にも噴射ノズルとチャンバとの間に原料物質が漏出する恐れのある隙間の発生を防止し、高価な原料物質の漏れを防いで製造コストを低減し、基板以外の領域に原料物質が蒸着することを防止することにより、原料物質による汚染を防止することができる。

なお、本発明の噴射ノズルユニットによれば、チャンバからの原料物質の漏出を遮断するシールの効率をより高めることができる。

なお、本発明の噴射ノズルユニットによれば、加熱と冷却による熱変形を最小化してノズルの破損を完全に防ぐことができる。

なお、本発明の噴射ノズルユニットによれば、ノズルの破損によるメンテナンスを容易にすることができる。

なお、本発明の噴射ノズルユニットによれば、ノズル本体とチャンバの外壁の貫通孔と間の隙間を完全に塞ぐことができる。

従来の噴射ノズルの一例を示す図である。 本発明の一実施例に係る噴射ノズルユニットを示す図である。 図２の噴射ノズルユニットのノズル本体とワッシャ部材とが結合された状態を示す図である。

以下、本発明に係る噴射ノズルユニットの実施例を添付の図面を参照して詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

図２は、本発明の一実施例に係る噴射ノズルユニットを示す図であり、図３は、図２の噴射ノズルユニットのノズル本体とワッシャ部材とが結合された状態を示す図である。

図２及び図３を参照すると、本実施例の噴射ノズルユニット１００は、基板上に薄膜形態で原料物質を蒸着させるために気化した原料を基板に噴射するためのものであり、ノズル本体１１０と、シール部材１２０と、ワッシャ部材１３０と、スプリング部材１４０とを含む。

前記ノズル本体１１０は、チャンバ２０内部の気化した原料物質を通過させて基板に噴射するためのものであり、原料物質が収容されたチャンバの外壁２１を貫通して結合される。本実施例のノズル本体１１０は、噴射孔１１１と、第１の本体部１１２と、第２の本体部１１３とを含む。

噴射孔１１１は、ノズル本体１１０の内部において上下方向に貫通して形成され、チャンバ２０の内部に収容された気化した原料物質が噴射孔１１１を通過して基板に噴射される。噴射孔１１１の上端部は、原料物質が拡散されるようにテーパー状に形成されている。

第１の本体部１１２は、チャンバの外壁２１に形成された貫通孔２３に挿入されてチャンバの内側２２まで突出している。

第２の本体部１１３は、第１の本体部１１２の上部に設けられ、第１の本体部１１２よりも断面積が大きく形成される。例えば、第１の本体部１１２と第２の本体部１１３とは、円柱状に形成され、第２の本体部１１３の直径が第１の本体部１１２の直径よりも大きく形成され、第２の本体部１１３の断面積が第１の本体部１１２の断面積よりも大きく形成される。そのために、第２の本体部１１３は、チャンバの外壁２１に形成された貫通孔２３に挿入されず、ノズル本体１１０がチャンバの外壁２１に結合されるときチャンバ２０の外側に突出する。

前記シール部材１２０は、気化した原料物質がノズル本体１１０とチャンバの外壁２１との間へ漏出しないように、ノズル本体１１０とチャンバの外壁２１との間をシールし、ノズル本体１１０とチャンバの外壁２１との間に設けられる。本実施例のシール部材１２０は、第１のシール部材１２１と第２のシール部材１２２とを含む。

第１のシール部材１２１は、第１の本体部１１２と第２の本体部１１３との間に形成された係止突起に係止されて第２の本体部１１３とチャンバの外壁の外側面２１ａとの間に設けられ、気化した原料物質がチャンバの外壁２１を通じて外部へ漏出することを防止する。

第２のシール部材１２２は、スプリング部材１４０とチャンバの外壁の内側面２１ｂとの間に設けられ、チャンバ２０内部の気化した原料物質がチャンバの外壁の貫通孔２３に進入することを防止する。第２のシール部材１２２を追加することにより、原料物質がチャンバの外壁の貫通孔２３を通じて外部へ漏出する可能性を確実に遮断することができる。

本実施例のシール部材１２０は、金属材質で且つ熱伝導性に優れた銅材質で形成されることが好ましい。銅材質のシール部材１２０は相対的にやわらかい材質であるので、スプリング部材１４０の弾性力が作用してノズル本体１１０によって押圧されながら、シールの効果を強化することができる。

前記ワッシャ部材１３０は、ノズル本体１１０においてチャンバの内側２２に位置する下端部１１０ｂに結合され、スプリング部材１４０を支持する。

図３を参照すると、チャンバの内側２２に位置するノズル本体の下端部１１０ｂ、すなわち、第１の本体部１１２の下端部には側面から凹んだ一対の凹み部１１４が形成されている。一対の凹み部１１４は、互いに反対方向を向くように、すなわち、円周方向に１８０度離隔して形成されている。

本実施例のワッシャ部材１３０は、Ｕ字状に形成され、ワッシャ部材１３０がノズル本体の下端部１１０ｂに形成された一対の凹み部１１４に嵌められることで、ワッシャ部材１３０とノズル本体１１０とが結合される。

前記スプリング部材１４０はノズル本体１１０をチャンバの外壁２１に密着させる。

スプリング部材１４０は、ワッシャ部材１３０とチャンバの外壁の内側面２１ｂとの間に設けられ、チャンバの外壁２１によって一端部が支持された状態でワッシャ部材１３０側に向かう弾性力を作用させる。これにより、ノズル本体１１０をチャンバの内側２２に向かうようにさせる力が発生して第２の本体部１１３がチャンバの外壁の外側面２１ａに密着するようによる。第２の本体部１１３がチャンバの外壁の外側面２１ａに密着しながら、第１のシール部材１２１に圧力を加えることになり、これにより、第２の本体部１１３とチャンバの外壁２１との間が完全にシールされる。

また、スプリング部材１４０は、チャンバの外壁の内側面２１ｂに向かう弾性力を作用させるため、第２のシール部材１２２をチャンバの外壁の内側面２１ｂに密着させることができる。これにより、第１の本体部１１２とチャンバの外壁２１との間が完全にシールされる。

上述したように構成された本実施例に係る噴射ノズルユニットは、ノズル本体とチャンバの外壁との間にシール部材を挿入し、スプリング部材の弾性力を用いてシール部材に圧力を加えてノズル本体とチャンバの外壁との間をシールすることで、長時間の使用にも噴射ノズルとチャンバとの間に原料物質が漏出する隙間の発生を防止することができる。これにより、高価な原料物質の漏出を防いで製造コストを低減し、基板以外の領域に原料物質が蒸着することを防止することにより、原料物質による汚染を防止できる効果が得られる。

なお、上述したように構成された本実施例に係る噴射ノズルユニットは、チャンバの外壁の外側面及び内側面にそれぞれシール部材を設けることにより、チャンバからの原料物質の漏出を遮断するシールの効率をより高めることができる効果が得られる。

なお、上述したように構成された本実施例に係る噴射ノズルユニットは、シール部材を比較的延性の銅材質で形成してスプリング部材の弾性力によって軽く押さえられることにより、ノズル本体とチャンバの外壁の貫通孔との間の隙間を完全に塞ぐことができる効果が得られる。

図２の実施例において、第１の本体部と第２の本体部が円柱状に形成されたもので説明したが、第１の本体部と第２の本体部の両方を多角形の柱形状又は第１の本体部と第２の本体部のうちいずれかは多角形の柱状に、他の一つは円柱状に形成しても良い。

図２の実施例において、Ｕ字状のワッシャ部材がノズル本体の凹み部に嵌められる方法でワッシャ部材とノズル本体とが結合されたが、ワッシャ部材とノズル本体の下端部とがねじ結合する方法でワッシャ部材とノズル本体とが結合されても、その他の様々な方法で結合されても良い。

本発明の権利範囲は、上述した実施例や変形例に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内で様々な形態の実施例として実現することができる。特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、変形が可能な様々な範囲まで本発明の特許請求の範囲の記載の範囲内にあるものとみなす。

１００ 噴射ノズルユニット
１１０ ノズル本体
１２０ シール部材
１３０ ワッシャ部材
１４０ スプリング部材

Claims (5)

1. 内部において上下方向に貫通して形成されて気化した原料物質が通過する噴射孔を備え、前記原料物質が収容されたチャンバの外壁を貫通して結合されるノズル本体と、
   前記ノズル本体と前記チャンバの外壁との間に設けられ、気化した原料物質が前記ノズル本体と前記チャンバの外壁との間に漏出しないように、前記ノズル本体と前記チャンバの外壁との間をシールするシール部材と、
   前記ノズル本体において前記チャンバの内側に位置する下端部に結合されるワッシャ部材と、
   前記ワッシャ部材と前記チャンバの外壁の内側面との間に設けられ、前記チャンバの外壁と前記ワッシャ部材側に向かう弾性力をそれぞれ作用させて前記ノズル本体を前記チャンバの外壁に密着させるスプリング部材とを含むことを特徴とする噴射ノズルユニット。
2. 前記ノズル本体は、前記チャンバの外壁に形成された貫通孔に挿入され、前記チャンバの内側まで突出する第１の本体部と、前記第１の本体部の上部に設けられ、前記第１の本体部よりも断面積が大きく、前記チャンバの外側に突出する第２の本体部とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の噴射ノズルユニット。
3. 前記シール部材は、
   前記第２の本体部と前記チャンバの外壁の外側面との間に設けられる第１のシール部材と、前記スプリング部材と前記チャンバの外壁の内側面との間に設けられる第２のシール部材とを含むことを特徴とする請求項２に記載の噴射ノズルユニット。
4. 前記ワッシャ部材はＵ字状に形成され、
   前記ノズル本体の下端部には側面から凹んで互いに反対方向を向く一対の凹み部が形成され、
   前記ワッシャ部材が前記凹み部に嵌められる方法で前記ワッシャ部材と前記ノズル本体とが結合されることを特徴とする請求項１に記載の噴射ノズルユニット。
5. 前記シール部材は銅材質で形成されることを特徴とする請求項１に記載の噴射ノズルユニット。