KR101436898B1 - 증발 소스 및 그를 구비하는 평판표시소자의 증발 장치 - Google Patents
증발 소스 및 그를 구비하는 평판표시소자의 증발 장치 Download PDFInfo
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Abstract
증발 소스 및 그를 구비하는 평판표시소자의 증발 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 소스는, 평판표시소자의 금속 박막으로 증착되는 고체 금속 증발 물질이 내부에 충전되며, 상부가 개구(open)되고 절연 재료로 제작되는 크루시블(crucible); 크루시블의 주변에 배치되며, 고체 금속 증발 물질이 용융 금속 증발 물질로 상변화되도록 크루시블을 가열하는 히터(heater); 크루시블에 연결되며, 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 크루시블의 상부 개구로 오버 플로(overflow)되는 것을 감지하는 오버 플로 감지부; 및 오버 플로 감지부의 신호에 기초하여 히터의 동작이 온/오프(on/off)되도록 컨트롤하는 컨트롤러를 포함한다.
Description
본 발명은, 증발 소스 및 그를 구비하는 평판표시소자의 증발 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 크루시블(crucible) 내의 용융 금속 증발 물질이 크루시블의 상부 개구로 오버 플로(overflow)됨에 따라 야기될 수 있는 히터 고장 문제, 크루시블 소손 문제, 크루시블 주변의 오염 문제 등을 효율적으로 해소할 수 있는 증발 소스 및 그를 구비하는 평판표시소자의 증발 장치에 관한 것이다.
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.
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 차세대 디스플레이 소자로서 각광받고 있다.
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.
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.
도 1은 유기전계발광소자의 구조도이다.
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.
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 LiF-Al 금속막이 사용된다. 그리고 유기 박막이 공기 중의 수분과 산소에 매우 약하므로 소자의 수명(life time)을 증가시키기 위해 봉합하는 봉지막이 최상부에 형성된다.
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.
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.
도 1에 도시된 유기전계발광소자를 만들기 위해, 즉 발광층(유기물) 및 전극층(무기물)을 증착하기 위해 증발 공정(evaporation process)이 요구된다.
증발 공정은, 증발 물질(원료 물질 혹은 증착 물질이라고도 함)을 증발 소스(evaporation source)에 채우는 피딩 공정(feeding process)과, 증발 소스로부터 제공되는 증발 물질을 평판표시소자의 기판 상에 증착하는 증착 공정(deposition process)으로 크게 나뉠 수 있으며, 평판표시소자의 증발 장치(evaporation apparatus)를 통해 진행된다.
한편, 증발 소스의 크루시블(crucible)은 일종의 컵(cup) 모양의 도가니로서 알루미늄(Al)과 같은 고체 금속 증발 물질이 채워진다(feeding).
크루시블 내에 채워진 고체 금속 증발 물질은 증착 공정 시 크루시블의 주변에 위치되는 히터(heater)에 의해 가열되어 용융 확산되면서 기판으로 증착될 수 있다.
이때, 히터에 의해 가열되면서 크루시블 내에서 액상으로 변화된 용융 금속 증발 물질은 히터의 동작에 의해 계속해서 확산되면서 크루시블의 상부 개구를 통해 크루시블의 외부로 오버 플로(overflow)될 수 있다.
만약, 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 크루시블의 상부 개구로 오버 플로되면 크루시블 주변에 배치되는 히터에 묻게 되어 쇼트(short) 불량 등의 히터 고장을 유발시킬 수 있다.
이는 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 크루시블의 상부 개구로 오버 플로되는 것을 감지하여 히터의 동작을 오프(off)시키는 감지수단이 제대로 갖춰져 있지 않기 때문인데, 히터의 고장뿐만 아니라 이로 인해 고가의 크루시블이 소손될 수도 있고, 크루시블 주변이 오염될 수도 있다는 점을 감안할 때, 이러한 점을 보완할 수 있는 기술 개발이 시급한 실정이다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 크루시블의 상부 개구로 오버 플로(overflow)됨에 따라 야기될 수 있는 히터 고장 문제, 크루시블 소손 문제, 크루시블 주변의 오염 문제 등을 효율적으로 해소할 수 있는 증발 소스 및 그를 구비하는 평판표시소자의 증발 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 평판표시소자의 금속 박막으로 증착되는 고체 금속 증발 물질이 내부에 충전되며, 상부가 개구(open)되고 절연 재료로 제작되는 크루시블(crucible); 상기 크루시블의 주변에 배치되며, 상기 고체 금속 증발 물질이 용융 금속 증발 물질로 상변화되도록 상기 크루시블을 가열하는 히터(heater); 상기 크루시블에 연결되며, 상기 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 상기 크루시블의 상부 개구로 오버 플로(overflow)되는 것을 감지하는 오버 플로 감지부; 및 상기 오버 플로 감지부의 신호에 기초하여 상기 히터의 동작이 온/오프(on/off)되도록 컨트롤하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 소스가 제공될 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 상기 크루시블의 상부 개구로 오버 플로된 때, 상기 히터의 동작이 오프(off)되도록 컨트롤할 수 있다.
상기 오버 플로 감지부는, 상기 크루시블의 상부 개구에 형성되는 립부(lip portion)에 마련되어 용융 금속 증발 물질의 오버 플로를 감지하는 적어도 하나의 감지 도선을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 감지 도선은 상기 립부에서 서로 통전되지 않게 나란하게 배치되되 상기 용융 금속 증발 물질이 접촉될 때 쇼트 서킷(short circuit) 정보를 발생시키도록 한 쌍으로 마련되고 상기 립부에서 동심적으로 배치될 수 있으며, 상기 감지 도선의 재질은 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 흑연(graphite) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 오버 플로 감지부는, 상기 용융 금속 증발 물질의 오버 플로되는 경로와는 다른 위치에서 상기 크루시블에 연결되어 온도차에 의해 용융 금속 증발 물질의 오버 플로를 감지하는 적어도 하나의 써머커플(thermocouple)을 포함할 수 있다.
상기 써머커플은 상기 크루시블의 상부 개구에 형성되는 립부(lip portion)의 하면에 다수 개 결합될 수 있다.
상기 크루시블은 내부 크루시블과 외부 크루시블의 듀얼 크루시블(dual crucible)일 수 있으며, 상기 써머커플은 상기 외부 크루시블의 최하단부 외측에 결합될 수 있다.
상기 금속 증발 물질은 알루미늄(Al) 또는 셀레늄(Se)을 포함할 수 있으며, 상기 평판표시소자는 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes)용 기판일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 내부에서 평판표시소자에 의한 증발 공정(evaporation process)이 진행되는 진공 챔버(chamber); 및 상기 진공 챔버 내에 마련되는 증발 소스(evaporation source)를 포함하며, 상기 증발 소스는, 상기 평판표시소자의 금속 박막으로 증착되는 고체 금속 증발 물질이 내부에 충전되며, 상기 평판표시소자를 향해 상부가 개구(open)되고 절연 재료로 제작되는 크루시블(crucible); 상기 크루시블의 주변에 배치되며, 상기 고체 금속 증발 물질이 용융 금속 증발 물질로 상변화되도록 상기 크루시블을 가열하는 히터(heater); 상기 크루시블에 연결되며, 상기 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 상기 크루시블의 상부 개구로 오버 플로(overflow)되는 것을 감지하는 오버 플로 감지부; 및 상기 오버 플로 감지부의 신호에 기초하여 상기 히터의 동작이 온/오프(on/off)되도록 컨트롤하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 증발 장치가 제공될 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 상기 크루시블의 상부 개구로 오버 플로된 때, 상기 히터의 동작이 오프(off)되도록 컨트롤할 수 있다.
상기 오버 플로 감지부는, 상기 크루시블의 상부 개구에 형성되는 립부(lip portion)에 마련되어 용융 금속 증발 물질의 오버 플로를 감지하는 적어도 하나의 감지 도선을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 감지 도선은 상기 립부에서 서로 통전되지 않게 나란하게 배치되되 상기 용융 금속 증발 물질이 접촉될 때 쇼트 서킷(short circuit) 정보를 발생시키도록 한 쌍으로 마련되고 상기 립부에서 동심적으로 배치될 수 있으며, 상기 감지 도선의 재질은 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 흑연(graphite) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
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상기 금속 증발 물질은 알루미늄(Al) 또는 셀레늄(Se)을 포함할 수 있으며, 상기 평판표시소자는 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes)용 기판일 수 있다.
본 발명에 따르면, 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 크루시블의 상부 개구로 오버 플로(overflow)됨에 따라 야기될 수 있는 히터 고장 문제, 크루시블 소손 문제, 크루시블 주변의 오염 문제 등을 효율적으로 해소할 수 있다.
도 1은 유기전계발광소자의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판표시소자의 증발 장치의 개략적인 구조도이다.
도 3은 도 2에 적용될 수 있는 증발 소스의 개략적인 구조도이다.
도 4는 크루시블의 확대 사시도이다.
도 5는 도 4의 A 영역에 대한 확대도이다.
도 6은 증발 소스에 대한 제어블록도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발 소스의 개략적인 구조도이다.
도 8은 도 7에 도시된 크루시블의 확대 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 증발 소스에서 크루시블의 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 결합도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판표시소자의 증발 장치의 개략적인 구조도이다.
도 3은 도 2에 적용될 수 있는 증발 소스의 개략적인 구조도이다.
도 4는 크루시블의 확대 사시도이다.
도 5는 도 4의 A 영역에 대한 확대도이다.
도 6은 증발 소스에 대한 제어블록도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발 소스의 개략적인 구조도이다.
도 8은 도 7에 도시된 크루시블의 확대 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 증발 소스에서 크루시블의 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 결합도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
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.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판표시소자의 증발 장치의 개략적인 구조도이다.
이 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 평판표시소자의 증발 장치는 내부에서 기판에 의한 증발 공정(evaporation process)이 진행되는 진공 챔버(100, chamber)와, 진공 챔버(100) 내에 마련되는 증발 소스(110, evaporation source)를 포함한다.
진공 챔버(100)는 기판에 대한 증발 공정이 진행되는 장소를 이룬다. 앞서 기술한 것처럼 증발 공정은, 고체 금속 증발 물질을 증발 소스(110)에 채우는 피딩 공정(feeding process)과, 증발 소스(110)로부터 제공되는 증발 물질을 기판 상에 증착하는 증착 공정(deposition process)으로 크게 나뉠 수 있는데 이와 같은 공정들이 진공 챔버(100)를 통해 진행된다.
참고로, 본 실시예의 경우, 기판이 수평으로 배치된 후에 증발 소스(110)에서 상방으로 향하는 증발 물질에 의해 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 수평식 상향 증착 방식을 제시하고 있다.
진공 챔버(100)의 내부는 기판에 대한 증착 공정이 신뢰성 있게 진행될 수 있도록 진공 분위기를 형성한다. 이를 위해, 진공 챔버(100)의 일측에는 진공 챔버(100)의 내부를 진공 분위기로 유지하기 위한 수단으로서 진공 펌프(101)가 연결된다. 진공 펌프(101)는 소위, 터보 펌프일 수 있다.
진공 펌프(101)에는 진공 펌프(101)의 진공압 발생을 보조하기 위한 진공압 보조 유닛(102)이 연결되어 사용될 수 있다. 진공압 보조 유닛(102)이 사용되는 경우에는 진공 펌프(101)와 직결로 연결되어 진공 펌프(101)의 진공 정도를 조절하는데 도움을 줄 수 있다.
증발 소스(110)에는 진공 조절 펌프(103)가 연결되어 증발 소스(110)가 적어도 10-5 torr 이하의 진공도를 유지할 수 있도록 하며, 그래야만 증발 물질이 증기의 형태로 분사되면서 기판 상으로 증착될 수 있다.
진공 조절 펌프(103)는 터보 펌프일 수 있으며, 진공 조절 펌프(103)의 후방에는 필터부재(104)가 진공 조절 펌프(103)와 연결되어 진공 챔버(100)내에서 증착되지 않은 물질이 외부로 배출될 때 필터링할 수 있다.
진공 챔버(100)의 측벽에는 개구(105)가 형성된다. 개구(105)에는 메인티넌스 도어(106)가 개폐 가능하게 배치되어 진공 챔버(100) 내의 유지보수를 위한 통로로 활용된다.
이하, 증발 소스(110)에 대해 도 3 내지 도 6을 참조하여 자세히 알아본다.
도 3은 도 2에 적용될 수 있는 증발 소스의 개략적인 구조도이며, 도 4는 크루시블의 확대 사시도이고, 도 5는 도 4의 A 영역에 대한 확대도이며, 도 6은 증발 소스에 대한 제어블록도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 증발 소스(110)는, 크루시블(120, crucible), 히터(130, heater), 오버 플로 감지부(140), 그리고 컨트롤러(150)를 포함한다.
크루시블(120)은 기판 상으로 증착되는 증발 물질이 내부에 충전되는 일종의 컵(cup) 모양의 도가니이다.
본 실시예에서 사용되는 증발 물질은 예컨대, 증발 공정이 진행되기 전에 멜팅(melting)이 선행되는 금속 증발 물질일 수 있다.
이와 같은 금속 증발 물질은 알루미늄(Al) 또는 셀레늄(Se)을 포함할 수 있는데, 본 실시예에서는 알루미늄(Al)을 적용하고 있다.
특히, 본 실시예의 경우에는 고체 금속 증발 물질을 크루시블(120) 내에 투입시킨 후, 크루시블(120)을 가열하여 용융 금속 증발 물질 또는 그 증기를 만들어 기판 상으로 증착시키고 있다.
이러한 크루시블(120)은 상부가 개구(open)되고 절연 재료로 제작된다. 크루시블(120)은 아래로 갈수록 좁아지는 형태로 제작될 수 있는데, 상부 개구 영역에는 립부(121, lip portion)가 형성된다. 립부(121)는 넓은 표면적을 갖는 일종의 플랜지이다.
히터(130)는 크루시블(120)의 주변에 배치되며, 크루시블(120) 내에 투입되는 고체 금속 증발 물질이 용융 금속 증발 물질로 상변화되도록 크루시블(120)을 가열하는 역할을 한다.
한편, 앞서도 기술한 바와 같이, 증착 공정 시 히터(130)에 의해 가열되면서 크루시블(120) 내에서 액상으로 변화된 용융 금속 증발 물질이 히터(130)의 동작에 의해 계속해서 확산되면서 크루시블(120)의 상부 개구를 통해 립부(121)를 경유하여 크루시블(120)의 외부로 오버 플로(overflow)될 수 있는데, 이러한 현상이 발생되면 크루시블(120) 주변에 배치되는 히터(130)에 용융 금속 증발 물질이 묻게 되어 쇼트(short) 불량 등의 히터(130) 고장을 유발시킬 수 있다.
이러한 현상을 예방하기 위해, 오버 플로 감지부(140)와 컨트롤러(150)가 마련된다.
오버 플로 감지부(140)는 크루시블(120)에 마련되며, 크루시블(120) 내의 용융 금속 증발 물질이 크루시블(120)의 상부 개구로 오버 플로(overflow)되는 것을 감지하는 역할을 한다.
본 실시예에서 오버 플로 감지부(140)는 크루시블(120)의 상부 개구에 형성되는 립부(121에 마련되어 용융 금속 증발 물질의 오버 플로를 감지하는 감지 도선(141,142)으로 마련된다.
이때, 감지 도선(141,142)은 립부(121)에서 서로 통전되지 않게 나란하게 배치되되 용융 금속 증발 물질이 접촉될 때 쇼트 서킷(short circuit) 정보를 발생시키도록 한 쌍(음극과 양극)으로 마련되고 립부(121)에서 동심적으로 배치된다.
즉 한 쌍의 감지 도선(141,142)이 서로 통전되지 않게 나란하게 배치되기 때문에 이곳으로 용융 금속 증발 물질이 흐르지 않으면 전기 회로적으로 오픈 서킷(open circuit) 상태를 유지한다. 하지만, 한 쌍의 감지 도선(141,142)으로 용융 금속 증발 물질이 흐르게 되면 한 쌍의 감지 도선(141,142)이 서로 통전되면서 쇼트 서킷(short circuit) 상태가 되어 이의 정보가 컨트롤러(150)로 전송된다.
특히, 이와 같은 감지 도선(141,142)이 용융 금속 증발 물질이 흐르는 경로인 크루시블(120)의 상부 개구의 립부(121)에 마련됨으로써 용융 금속 증발 물질의 오버 플로 상태를 좀 더 정확하게 감지해낼 수 있는 이점이 있다.
본 실시예에서 감지 도선(141,142)은 재질은 고온의 크루시블(120)에서 변형이 되지 않는 재질인 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 흑연(graphite) 중에서 선택될 수 있다.
감지 도선(141,142)은 박막 증착 후 패터닝(patterning)하는 방식에 의해 크루시블(120)의 립부(121)에 마련될 수도 있고, 섀도 마스크(shadow mask) 기법에 의해 크루시블(120)의 립부(121)에 마련될 수도 있으며, 잉크젯 프린팅(ink-jet printing) 방식에 의해 크루시블(120)의 립부(121)에 마련될 수도 있다. 특히, 본 실시예의 경우, 감지 도선(141,142)이 비교적 넓고 평평한 영역인 크루시블(120)의 립부(121)에 마련됨에 따라 감지 도선(141,142)을 마련하기가 용이한 이점도 있다.
그리고 본 실시예의 경우, 한 쌍의 감지 도선(141,142)이 마련되고 있지만 감지 도선(141,142)은 여러 쌍으로 형성되어 그 위치에서 용융 금속 증발 물질의 오버 플로 상황을 감지해내도록 할 수도 있을 것인데, 이러한 사항은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다 하여야 할 것이다.
컨트롤러(150)는 오버 플로 감지부(140)의 신호에 기초하여 히터(130)의 동작이 온/오프(on/off)되도록 컨트롤한다.
즉 컨트롤러(150)는 크루시블(120) 내의 용융 금속 증발 물질이 크루시블(120)의 상부 개구로 오버 플로된 때, 히터(130)의 동작이 오프(off)되도록 컨트롤한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 증발 소스(110)의 작용에 대해 살펴본다.
크루시블(120) 내에 고체 금속 증발 물질이 투입되어 히터(130)에 의해 가열되면서 증착 공정이 진행된다. 이러한 증착 공정 중에 히터(130)의 동작에 의해 계속해서 확산되면서 크루시블(120)의 상부 개구를 통해 립부(121)를 경유하여 크루시블(120)의 외부로 오버 플로될 수 있다.
이처럼 용융 금속 증발 물질이 크루시블(120)의 립부(121)를 경유하여 크루시블(120)의 외부로 오버 플로될 때, 용융 금속 증발 물질은 한 쌍의 감지 도선(141,142)에 접촉될 수 있게 되고, 이 경우, 한 쌍의 감지 도선(141,142)이 서로 통전되면서 쇼트 서킷(short circuit) 상태가 되어 이의 정보가 컨트롤러(150)로 전송된다.
그러면 컨트롤러(150)가 히터(130)의 동작이 오프(off)되도록 컨트롤함으로써 용융 금속 증발 물질의 오버 플로를 저지하게 된다.
이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 실시예에 따르면, 크루시블(120) 내의 용융 금속 증발 물질이 크루시블(120)의 상부 개구로 오버 플로(overflow)됨에 따라 야기될 수 있는 히터(130) 고장 문제, 크루시블(120) 소손 문제, 크루시블(120) 주변의 오염 문제 등을 효율적으로 해소할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발 소스의 개략적인 구조도이고, 도 8은 도 7에 도시된 크루시블의 확대 사시도이다.
본 실시예의 증발 소스(210)에 마련되는 오버 플로 감지부(240)는 써머커플(240, thermocouple)로 적용된다.
열전대라 불리는 써머커플의 원리에 대해 살펴본다. 도선의 양단의 온도가 서로 다를 경우, 그 도선 안에 전하의 이동이 발생하여 전위차가 생기는 데 이 발생되는 전위차는 도선의 재질에 따라 달라지며, 이를 지벡 효과(Seebeck Effects)라 한다. 그래서 서로 다른 재질의 도선의 접점을 서로 다른 온도에 놓으면 전위차가 발생되게 되고 이 전위차는 온도차의 함수가 되기에 전위차를 측정하면 온도 차이를 알 수 있게 되고 따라서 두 접점 중 한 접점을 아는 온도(기준온도)에 두면 다른 접점 지역의 온도를 알 수 있게 된다.
본 실시예에서는 위와 같은 원리를 갖는 써머커플(240)을 오버 플로 감지부(240)로서 적용하여 크루시블(220)의 립부(221)의 하면에 다수 개 배치하고 있다.
용융 금속 증발 물질은 크루시블(220) 내부에서 넘쳐흐르면서 크루시블(220)의 상부인 크루시블(220)의 립부(221)의 상면을 따라 크루시블(220)의 외부로 오버 플로될 수 있는데, 이때 써머커플(240)은 크루시블(220)의 립부(221)의 하면, 즉 용융 금속 증발 물질의 오버 플로되는 경로와는 다른 위치인 크루시블(220)의 립부(221)의 하면에서 크루시블(220)에 연결되어 온도차에 의해 용융 금속 증발 물질의 오버 플로를 감지하게 된다.
참고로, 용융 금속 증발 물질과 크루시블(220) 간에는 온도 차이가 있을 수 있는데, 이에 따라 용융 금속 증발 물질이 오버 플로될 때, 크루시블(220)에 온도 변화가 생길 수 있다. 이러한 온도차를 써머커플(240)이 감지함으로써 용융 금속 증발 물질의 오버 플로를 감지해낼 수 있는 것이다.
또한 본 실시예의 경우, 써머커플(240)이 크루시블(220)의 립부(221)의 하면에 다수 개 배치됨으로써 정확한 감지가 이루어질 수 있도록 하고 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 증발 소스에서 크루시블의 분해 사시도이고, 도 10은 도 9의 결합도이다.
본 실시예의 경우, 크루시블(321,322)은 외부 크루시블(321)과 내부 크루시블(322)의 듀얼 크루시블(321,322, dual crucible)로 적용되는데, 이 경우, 오버 플로 감지부(340)는 써머커플(340, thermocouple)은 외부 크루시블(321)의 최하단부 외측에 결합되어 용융 금속 증발 물질의 오버 플로를 감지하고 있다.
이는, 용융 금속 증발 물질이 중력의 영향을 받는 것을 고려한 설계일 수 있는데, 이와 같은 구조가 적용되더라도 본 발명의 효과를 제공할 수 있다.
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 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 진공 챔버 110 : 증발 소스
120 : 크루시블 121 : 립부
130 : 히터 140 : 오버 플로 감지부
141,142 : 감지 도선 150 : 컨트롤러
120 : 크루시블 121 : 립부
130 : 히터 140 : 오버 플로 감지부
141,142 : 감지 도선 150 : 컨트롤러
Claims (16)
- 평판표시소자의 금속 박막으로 증착되는 고체 금속 증발 물질이 내부에 충전되며, 상부가 개구(open)되고 절연 재료로 제작되는 크루시블(crucible);
상기 크루시블의 주변에 배치되며, 상기 고체 금속 증발 물질이 용융 금속 증발 물질로 상변화되도록 상기 크루시블을 가열하는 히터(heater);
상기 크루시블의 상부 개구에 형성되는 립부(lip portion)에 마련되며, 상기 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 상기 크루시블의 상부 개구로 오버 플로(overflow)되는 것을 감지하는 적어도 하나의 감지 도선을 구비하는 오버 플로 감지부; 및
상기 오버 플로 감지부의 신호에 기초하여 상기 히터의 동작이 온/오프(on/off)되도록 컨트롤하는 컨트롤러를 포함하며,
상기 적어도 하나의 감지 도선은 상기 립부에서 서로 통전되지 않게 나란하게 배치되되 상기 용융 금속 증발 물질이 접촉될 때 쇼트 서킷(short circuit) 정보를 발생시키도록 한 쌍으로 마련되고 상기 립부에서 동심적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 증발 소스. - 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 상기 크루시블의 상부 개구로 오버 플로된 때, 상기 히터의 동작이 오프(off)되도록 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 증발 소스. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 감지 도선의 재질은 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 흑연(graphite) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 소스. - 평판표시소자의 금속 박막으로 증착되는 고체 금속 증발 물질이 내부에 충전되며, 상부가 개구(open)되고 절연 재료로 제작되는 크루시블(crucible);
상기 크루시블의 주변에 배치되며, 상기 고체 금속 증발 물질이 용융 금속 증발 물질로 상변화되도록 상기 크루시블을 가열하는 히터(heater);
상기 크루시블에 마련되며, 상기 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 상기 크루시블의 상부 개구로 오버 플로(overflow)되는 것을 감지하는 오버 플로 감지부; 및
상기 오버 플로 감지부의 신호에 기초하여 상기 히터의 동작이 온/오프(on/off)되도록 컨트롤하는 컨트롤러를 포함하며,
상기 오버 플로 감지부는 상기 용융 금속 증발 물질의 오버 플로되는 경로와는 다른 위치에서 상기 크루시블에 연결되어 온도차에 의해 용융 금속 증발 물질의 오버 플로를 감지하는 적어도 하나의 써머커플(thermocouple)을 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 소스. - 제5항에 있어서,
상기 써머커플은 상기 크루시블의 상부 개구에 형성되는 립부(lip portion)의 하면에 다수 개 결합되는 것을 특징으로 하는 증발 소스. - 제5항에 있어서,
상기 크루시블은 내부 크루시블과 외부 크루시블의 듀얼 크루시블(dual crucible)이며,
상기 써머커플은 상기 외부 크루시블의 최하단부 외측에 결합되는 것을 특징으로 하는 증발 소스. - 제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 금속 증발 물질은 알루미늄(Al) 또는 셀레늄(Se)을 포함하며,
상기 평판표시소자는 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes)용 기판인 것을 특징으로 하는 증발 소스. - 내부에서 평판표시소자에 의한 증발 공정(evaporation process)이 진행되는 진공 챔버(chamber); 및
상기 진공 챔버 내에 마련되는 증발 소스(evaporation source)를 포함하며,
상기 증발 소스는,
상기 평판표시소자의 금속 박막으로 증착되는 고체 금속 증발 물질이 내부에 충전되며, 상기 평판표시소자를 향해 상부가 개구(open)되고 절연 재료로 제작되는 크루시블(crucible);
상기 크루시블의 주변에 배치되며, 상기 고체 금속 증발 물질이 용융 금속 증발 물질로 상변화되도록 상기 크루시블을 가열하는 히터(heater);
상기 크루시블의 상부 개구에 형성되는 립부(lip portion)에 마련되며, 상기 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 상기 크루시블의 상부 개구로 오버 플로(overflow)되는 것을 감지하는 적어도 하나의 감지 도선을 구비하는 오버 플로 감지부; 및
상기 오버 플로 감지부의 신호에 기초하여 상기 히터의 동작이 온/오프(on/off)되도록 컨트롤하는 컨트롤러를 포함하며,
상기 적어도 하나의 감지 도선은 상기 립부에서 서로 통전되지 않게 나란하게 배치되되 상기 용융 금속 증발 물질이 접촉될 때 쇼트 서킷(short circuit) 정보를 발생시키도록 한 쌍으로 마련되고 상기 립부에서 동심적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 증발 장치. - 제9항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 상기 크루시블의 상부 개구로 오버 플로된 때, 상기 히터의 동작이 오프(off)되도록 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 증발 장치. - 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 감지 도선의 재질은 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 흑연(graphite) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 증발 장치. - 내부에서 평판표시소자에 의한 증발 공정(evaporation process)이 진행되는 진공 챔버(chamber); 및
상기 진공 챔버 내에 마련되는 증발 소스(evaporation source)를 포함하며,
상기 증발 소스는,
평판표시소자의 금속 박막으로 증착되는 고체 금속 증발 물질이 내부에 충전되며, 상부가 개구(open)되고 절연 재료로 제작되는 크루시블(crucible);
상기 크루시블의 주변에 배치되며, 상기 고체 금속 증발 물질이 용융 금속 증발 물질로 상변화되도록 상기 크루시블을 가열하는 히터(heater);
상기 크루시블에 마련되며, 상기 크루시블 내의 용융 금속 증발 물질이 상기 크루시블의 상부 개구로 오버 플로(overflow)되는 것을 감지하는 오버 플로 감지부; 및
상기 오버 플로 감지부의 신호에 기초하여 상기 히터의 동작이 온/오프(on/off)되도록 컨트롤하는 컨트롤러를 포함하며,
상기 오버 플로 감지부는 상기 용융 금속 증발 물질의 오버 플로되는 경로와는 다른 위치에서 상기 크루시블에 연결되어 온도차에 의해 용융 금속 증발 물질의 오버 플로를 감지하는 적어도 하나의 써머커플(thermocouple)을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 증발 장치. - 제13항에 있어서,
상기 써머커플은 상기 크루시블의 상부 개구에 형성되는 립부(lip portion)의 하면에 다수 개 결합되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 증발 장치. - 제13항에 있어서,
상기 크루시블은 내부 크루시블과 외부 크루시블의 듀얼 크루시블(dual crucible)이며,
상기 써머커플은 상기 외부 크루시블의 최하단부 외측에 결합되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 증발 장치. - 제9항 또는 제13항에 있어서,
상기 금속 증발 물질은 알루미늄(Al) 또는 셀레늄(Se)을 포함하며,
상기 평판표시소자는 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes)용 기판인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 증발 장치.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04251186A (ja) * | 1991-01-08 | 1992-09-07 | Kobe Steel Ltd | 液体処理用マイクロ波溶融炉 |
| KR960009171B1 (ko) * | 1992-11-26 | 1996-07-16 | 가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼 | 금속 가열 용해 방법 및 금속 용해 장치 |
| KR100771933B1 (ko) | 2006-06-30 | 2007-10-31 | 주식회사환경과생명 | 히터 패널 조립체를 구비하는 알루미늄 보온로 |
| WO2010056576A1 (en) | 2008-11-11 | 2010-05-20 | Praxair Technology, Inc. | Reagent dispensing apparatuses and delivery methods |
-
2012
- 2012-10-31 KR KR1020120121721A patent/KR101436898B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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| WO2010056576A1 (en) | 2008-11-11 | 2010-05-20 | Praxair Technology, Inc. | Reagent dispensing apparatuses and delivery methods |
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|---|---|
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