KR101615913B1

KR101615913B1 - 박막증착장치

Info

Publication number: KR101615913B1
Application number: KR1020140156879A
Authority: KR
Inventors: 남궁성태; 윤성원; 권용철; 안재형; 박희재
Original assignee: 에스엔유 프리시젼 주식회사
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2016-05-13

Abstract

본 발명은 박막증착장치에 관한 것으로, 도가니지지유닛과, 히터유닛을 포함한다. 여기서, 도가니지지유닛은 박막의 원료가 충전되는 도가니를 지지하고, 히터유닛은 도가니지지유닛에 지지되는 도가니에 열을 공급한다. 이때, 도가니지지유닛은 도가니가 삽입되는 공간을 형성하는 지지바디부와, 지지바디부에 구비되어 히터유닛을 지지하는 히터브라켓부 및 히터브라켓부에 결합되어 지지걸림부에 안착 지지되는 안착걸림부를 포함할 수 있다.

Description

박막증착장치{DEPOSITING DEVICE FOR THIN FILM}

본 발명은 박막증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도가니에 전달된 열이 도가니지지유닛을 통해 손실되는 것을 방지하고, 도가니에서 토출되는 박막의 원료를 일정하게 유지시킬 수 있으며, 기판에 증착되는 박막의 균일도를 일정하게 유지시킬 수 있고, 도가니에 남은 박막의 원료 모양을 평평하게 하여 도가니에서 박막의 원료 사용 효율을 증대시킬 수 있는 박막증착장치에 관한 것이다.

일반적으로, 박막증착장치는 진공열 증착법을 사용하여 기판에 유기박막을 증착시킬 수 있다. 진공열 증착법은 유기박막의 원료가 되는 유기재료가 도가니에 충전되고, 도가니는 히터 등을 통한 열에 의해 가열됨에 따라 도가니 내부에 수용된 유기재료를 기판을 향해 증발시킴으로써, 기판에 일정 두께의 유기박막을 형성시킬 수 있다.

이때, 도가니가 가열됨에 따라 도가니의 열분포가 달라질 수 있다. 열분포의 영향에 따라 증착되는 유기박막의 분포가 달라지고, 도가니 내부의 유기재료의 형태에 영향을 주게 되므로, 도가니 내부에서 국부적으로 재료가 소진될 경우, 소진된 위치에 해당되는 기판에서 박막 두께가 얇아지는 결과를 초래하여 생산된 제품의 불량 또는 품질 불안정을 발생시킬 수 있다. 또한, 도가니 내부에 유기재료가 있음에도 불구하고 생산이 중단됨에 따라 유기재료를 보충해야 하므로, 유기재료의사용 효율이 저하되고, 생산비용이 증대될 수 있다.

관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1299066호(2013. 08. 16. 등록, 발명의 명칭 : 연속박막증착장치)가 있다.

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도가니에 전달된 열이 도가니지지유닛을 통해 손실되는 것을 방지하고, 도가니에서 토출되는 박막의 원료를 일정하게 유지시킬 수 있으며, 기판에 증착되는 박막의 균일도를 일정하게 유지시킬 수 있고, 도가니에 남은 박막의 원료 모양을 평평하게 하여 도가니에서 박막의 원료 사용 효율을 증대시킬 수 있는 박막증착장치를 제공함에 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 박막의 원료가 충전되는 도가니를 지지하는 도가니지지유닛 및 상기 도가니지지유닛에 지지되는 상기 도가니에 열을 공급하는 히터유닛을 포함하고, 상기 도가니에는 지지걸림부가 구비되며, 상기 도가니지지유닛은 도가니가 삽입되는 공간을 형성하는 지지바디부와, 상기 지지바디부에 구비되어 상기 히터유닛을 지지하는 히터브라켓부 및 상기 히터브라켓부에 결합되어 상기 지지걸림부에 안착 지지되는 안착걸림부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 히터유닛은, 상기 도가니의 측면에 열을 공급하는 제1히팅부; 및 상기 제1히팅부의 상측에 설치되고, 상기 도가니에서 기화된 박막의 원료가 토출되는 토출부 측에 열을 공급하는 제2히팅부;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 히터브라켓부는, 상기 제1히팅부를 지지하는 제1브라켓부; 및 상기 제2히팅부를 지지하는 제2브라켓부;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 안착걸림부는, 상기 제2히팅부에 대응하여 상기 제2브라켓부에 결합될 수 있다.

여기서, 상기 안착걸림부에는 안착고정부가 구비되고, 상기 도가니에는 상기 안착고정부와 끼움 결합되는 지지고정부가 구비될 수 있다.

여기서, 상기 히터유닛을 감싸 상기 히터유닛에서 발산되는 열을 상기 도가니로 반사시키는 반사유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 박막증착장치에 따르면, 도가니에 전달된 열이 도가니지지유닛을 통해 손실되는 것을 방지하고, 도가니에서 토출되는 박막의 원료를 일정하게 유지시킬 수 있으며, 기판에 증착되는 박막의 균일도를 일정하게 유지시킬 수 있고, 도가니에 남은 박막의 원료 모양을 평평하게 하여 도가니에서 박막의 원료 사용 효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 도가니를 일정하게 가열할 수 있고, 토출부에서 토출되는 기화된 박막의 원료가 원활하게 토출될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 도가니의 토출부 측에서 기화된 박막의 원료가 응고 또는 액화되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 박막증착장치에서 반사판부의 탈부착 및 교체를 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 반사판부를 안정되게 지지할 수 있고, 반사판부의 적층 개수를 자유롭게 조절하며, 반사판부의 유동을 억제 또는 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 도가니의 열분포에 대응하여 박막증착장치의 설치 현장에서 즉각적인 유지, 보수가 가능하고, 박막증착장치 또는 박막의 형성에 따른 제조비용 및 제조시간을 절감시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 박막의 원료가 충전되는 도가니의 열분포를 실질적으로 일정하게 유지시킬 수 있다. 특히, 도가니의 가열 구역을 구획하여 도가니에 반사되는 열을 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치의 결합 상태를 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치에서 도가니를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치에서 도가니지지유닛의 주요 부분을 도시한 확대사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 박막형성장치의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치는 도가니지지유닛(10)과, 히터유닛(20)을 포함하고, 반사유닛(30)을 더 포함할 수 있다.

도가니지지유닛(10)은 도가니(50)를 지지한다.

여기서, 도가니(50)는 박막의 원료가 충전된다. 도가니(50)에는 가열에 의해 기화되는 박막의 원료가 토출되는 토출부(51)가 구비된다. 본 발명의 일 실시예에서 토출부(51)는 원형의 홀 형상을 나타내지만, 토출부(51)의 형상을 한정하는 것은 아니고, 슬릿 형상 또는 타원 형상 또는 다각형 형상 등 공지된 다양한 형태를 통해 기화되는 박막의 원료가 토출되도록 할 수 있다. 도가니(50)는 박막의 원료가 수용되는 원료챔버부(53)와, 원료챔버부(53)를 개폐하는 개폐뚜껑부(55)를 포함할 수 있다. 이때, 토출부(51)는 원료챔버부(53)의 내부와 연통되도록 개폐뚜껑부(55)에 구비될 수 있다.

또한, 도가니(50)에는 도가니지지유닛(10)과의 결합을 위해 지지걸림부(57)가 구비될 수 있다. 지지걸림부(57)는 도가니(50)에서 연장 형성될 수 있다. 지지걸림부(57)는 후술하는 도가니지지유닛(10)의 안착걸림부(17)에 지지될 수 있다. 일예로, 지지걸림부(57)는 원료챔버부(53)와 개폐뚜껑부(55) 중 적어도 어느 하나에 돌출 형성될 수 있다. 지지걸림부(57)에는 지지고정부(58)가 구비될 수 있다. 지지고정부(58)는 후술하는 안착걸림부(17)에 구비되는 안착고정부(18)와 끼움 결합될 수 있다.

이러한 도가니지지유닛은 지지바디부(11)와, 히터브라켓부(12)와, 안착걸림부(17)를 포함할 수 있다. 지지바디부(11)는 도가니(50)가 삽입되는 공간을 형성한다. 지지바디부(11)는 종횡으로 배열되는 프레임이 상호 결합되어 도가니(50)가 삽입되는 공간을 형성할 수 있다. 히터브라켓부(12)는 지지바디부(11)에 결합되어 후술하는 히터유닛(20)을 지지할 수 있다. 히터브라켓부(12)는 후술하는 히터유닛(20)의 구획에 따라 복수로 구획되어 구획되는 히터유닛(20)을 각각 지지할 수 있다. 일예로, 후술하는 히터유닛(20)이 제1히팅부(21)와, 제2히팅부(22)로 구획됨에 따라 히터브라켓부(12)는 제1히팅부(21)를 지지하는 제1브라켓부(13)와, 제2히팅부(22)를 지지하는 제2브라켓부(14)를 포함할 수 있다. 안착걸림부(17)는 지지바디부(11)에서 이격된 상태로 도가니(50)를 지지하도록 히터브라켓부(12)에 구비된다. 안착걸림부(17)는 히터브라켓부(12)에 결합(히터브라켓부(12)에서 돌출되는 것을 포함함)되어 도가니(50)에 구비되는 지지걸림부(57)를 지지할 수 있다. 이때, 안착걸림부(17)에는 안착고정부(18)가 구비될 수 있다. 안착고정부(18)는 지지고정부(58)와 끼움 결합될 수 있다. 안착고정부(18)와 지지고정부(58)는 각각 돌기와 홈의 구조로 상호 끼움 결합될 수 있다.

히터유닛(20)은 도가니지지유닛(10)에 지지되는 도가니(50)에 열을 공급한다. 히터유닛(20)은 공지된 다양한 형태의 발열체를 통해 도가니(50)에 열을 공급할 수 있다. 히터유닛(20)은 둘 이상으로 구획되어 상호 다른 온도 제어를 통해 도가니(50)를 가열함에 따라 도가니(50)의 열분포를 일정하게 유지할 수 있다. 히터유닛(20)은 히터브라켓부(12)를 통해 도가니지지유닛(10)에 지지되고, 도가니(50)의 측면에 열을 공급할 수 있다. 또한, 히터유닛(20)은 도가니(50)의 저면에 열을 공급할 수 있다. 또한, 히터유닛(20)은 도가니(50)의 상면에 열을 공급할 수 있다.

히터유닛(20)은 도가니(50)의 높이 방향을 따라 구획되기도 하고, 도가니(50)의 길이 방향을 따라 구획될 수 있다. 구획되는 각각의 히터유닛(20)은 상호 이격된 상태에서 히터브라켓부(12)에 의해 지지바디부(11)에 지지될 수 있다. 일예로, 히터유닛(20)은 제1히팅부(21)와, 제2히팅부(22)를 포함할 수 있다. 제1히팅부(21)는 도가니(50)의 측면에 열을 공급한다. 제1히팅부(21)는 도가니(50)의 측면에서 도가니(50)의 원료챔버부(53)에 열을 공급할 수 있다. 제2히팅부(22)는 도가니(50)의 토출부(51) 측에 열을 공급한다. 토출부(51)가 개폐뚜껑부(55)에 구비됨에 따라 제2히팅부(22)는 도가니(50)의 측면에서 도가니(50)의 개폐뚜껑부(55)에 열을 공급할 수 있다. 그러면, 제1히팅부(21)는 도가니(50)를 전체적으로 가열하여 박막의 원료가 안정되게 기화되도록 하고, 제2히팅부(22)는 기화된 박막의 원료가 원활하게 토출되도록 한다. 특히, 제2히팅부(22)는 토출부(51)에서 기화된 박막의 원료가 응고 또는 액화되는 것을 방지하고, 토출부(51)가 막히는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.

도가니(50)를 지지하는 안착걸림부(17)가 히터브라켓부(12)에 결합됨에 따라, 도가니(50) 내부의 열이 도가니지지유닛(10)을 통해 외부로 손실되는 것을 방지할 수 있다. 만일, 도가니(50)를 지지하는 부분이 도가니지지유닛(10)의 바닥면에 연결된다면, 도가니(50) 내부의 열이 도가니지지유닛(10)의 바닥면을 통해 빠져나가면서 열손실이 발생할 수 있다. 본 실시예에서는 안착걸림부(17)가 히터유닛(20)에 의해 가열되는 히터브라켓부(12)에 결합됨에 따라 도가니(50) 내부의 열이 도가니지지유닛(10)을 통해 외부로 손실되는 것을 최대한 방지하고, 도가니(50)에서 토출되는 원료의 기화량을 일정하게 유지시킬 수 있다.

반사유닛(30)은 히터유닛(20)을 감싸 히터유닛(20)에서 발산되는 열을 도가니(50)로 반사시킨다. 반사유닛(30)은 이격프레임부(31)와, 반사판부(33)를 포함할 수 있다. 상술한 반사유닛(30)을 통해 도가니(50)의 가열 구역을 구획하여 도가니(50)에 반사되는 열을 조절함으로써, 도가니(50)의 열분포를 실질적으로 일정하게 유지시킬 수 있다.

이격프레임부(31)는 히터유닛(20)의 외주면을 감싸도록 상호 이격 배치될 수 있다. 또한, 반사판부(33)는 상호 인접한 이격프레임부(31) 사이를 폐쇄할 수 있다. 반사판부(33)는 적어도 하나가 적층됨에 따라 히터유닛(20)의 열을 도가니(50)로 반사시킬 수 있다. 일예로, 반사판부(33)의 두께 또는 반사판부(33)의 적층 개수가 증가됨에 따라 도가니(50)로 반사되는 열을 증가시킬 수 있다. 일예로, 반사판부(33)는 하나로 형성될 수 있다. 다른 예로, 반사판부(33)는 복수 개가 밀착 적층될 수 있다. 또 다른 예로, 반사판부(33)는 복수 개가 이격된 상태로 적층될 수 있다. 여기서, 복수 개의 반사판부(33)는 별도로 마련되는 탈착브라켓을 통해 모듈화하여 일체로 형성할 수 있다. 탈착브라켓은 복수 개의 반사판부(33) 가장자리에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.

여기서, 이격프레임부(31)에는 안착부(32)가 포함될 수 있다. 안착부(32)는 반사판부(33)가 결합될 수 있다. 일예로, 안착부(32)는 반사판부(33)의 가장자리가 끼움 결합되도록 이격프레임부(31)에 함몰 형성될 수 있다.

상술한 이격프레임부(31)는 도가니지지유닛(10)에서 슬라이드 이동 가능하게 결합될 수 있다. 이격프레임부(31)가 슬라이드 이동됨에 따라 도가니(50)의 가열 구역을 변경할 수 있으므로, 반사판부(33)의 크기를 조절하여 도가니(50)의 열분포를 조절하고, 변경되는 도가니(50)의 크기 또는 변경되는 도가니(50)의 종류 또는 박막의 원료에 따라 도가니(50)의 열분포를 실질적으로 일정하게 유지할 수 있다.

상술한 반사유닛은 박막증착장치에서 반사판부(33)의 탈부착 및 교체를 용이하게 할 수 있다. 또한, 반사판부(33)를 안정되게 지지할 수 있고, 반사판부(33)의 적층 개수를 자유롭게 조절하며, 반사판부(33)의 유동을 억제 또는 방지할 수 있다. 또한, 적어도 하나가 적층되는 반사판부(33)를 모듈화하고, 이격프레임부(31)를 표준화시킬 수 있다. 또한, 도가니지지유닛(10)에 지지되는 도가니(50) 또는 도가니(50)에 충전되는 박막의 원료 등에 따라 도가니(50)의 가열 구역을 간편하게 변경시킬 수 있고, 도가니(50)의 열분포에 대응하여 반사판부(33)의 크기를 자유롭게 조절할 수 있다. 또한, 반사판부(33)를 안정되게 지지할 수 있고, 반사판부(33)의 적층 개수를 자유롭게 조절하며, 반사판부(33)의 유동을 억제 또는 방지할 수 있다.

여기서, 미설명 부호 40은 반사유닛(30)의 외주면을 감싸는 단열유닛(40)이다. 단열유닛(40)은 도가니지지유닛(10)과, 히터유닛(20)과, 반사유닛(30)을 감싸 밀폐할 수 있다. 단열유닛(40)은 도가니(50)의 토출부(51)가 노출되도록 할 수 있다. 단열유닛(40)은 반사유닛(30)을 통해 전달되는 히터유닛(20)의 열이 외부로 발산되는 것을 억제 또는 차단할 수 있다.

상술한 박막형성장치의 동작을 살펴보면, 구획되는 도가니(50)의 가열 구역에 대응하여 이격프레임부(31)가 배치되고, 반사판부(33)가 이격프레임부(31) 사이를 폐쇄시킨다. 이때, 도가니(50)는 지지바디부(11)에서 이격된 상태로 지지걸림부(57)를 통해 안착걸림부(17)에 안착 지지되도록 한다. 특히, 안착걸림부(17)는 토출부(51) 측에 구비됨에 따라 전도에 따른 기화 속도를 증가시켜 기화된 박막의 원료가 빠르게 토출되도록 하고, 기화된 박막의 원료가 토출부(51)에 눌러 붙는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.

그리고, 히터유닛(20)이 동작됨에 따라 히터유닛(20)에서 발산되는 열은 도가니(50)에 열을 공급한다. 또한, 히터유닛(20)에서 발산되는 열은 반사판부(33)에서 반사되어 도가니(50)에 부가적인 열을 공급한다. 이에 따라 히터유닛(20)에서 발산되는 열의 손실을 방지하여 열효율을 증대시키고, 도가니(50)를 안정적으로 가열할 수 있다. 이때, 이격프레임부(31)가 슬라이드 이동됨에 따라 도가니(50)의 가열 구역을 변경시킬 수 있고, 하나의 박막형성장치에서 다양한 도가니(50) 또는 다양한 박막의 원료를 처리할 수 있다.

상술한 박막증착장치에 따르면, 도가니(50)에 전달된 열이 도가니지지유닛(10)을 통해 손실되는 것을 방지하고, 도가니(50)에서 토출되는 박막의 원료를 일정하게 유지시킬 수 있으며, 기판에 증착되는 박막의 균일도를 일정하게 유지시킬 수 있고, 도가니(50)에 남은 박막의 원료 모양을 평평하게 하여 도가니(50)에서 박막의 원료 사용 효율을 증대시킬 수 있다. 또한, 도가니(50)를 일정하게 가열할 수 있고, 토출부(51)에서 토출되는 기화된 박막의 원료가 원활하게 토출될 수 있다. 또한, 도가니(50)의 토출부(51) 측에서 기화된 박막의 원료가 응고 또는 액화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 박막증착장치에서 반사판부(33)의 탈부착 및 교체를 용이하게 할 수 있다. 또한, 도가니(50)의 열분포에 대응하여 박막증착장치의 설치 현장에서 즉각적인 유지, 보수가 가능하고, 박막증착장치 또는 박막의 형성에 따른 제조비용 및 제조시간을 절감시킬 수 있다. 또한, 박막의 원료가 충전되는 도가니(50)의 열분포를 실질적으로 일정하게 유지시킬 수 있다. 특히, 도가니(50)의 가열 구역을 구획하여 도가니(50)에 반사되는 열을 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.

10: 도가니지지유닛
11: 지지바디부
12: 히터브라켓부
17: 안착걸림부
20: 히터유닛
50: 도가니
57: 지지걸림부

Claims

박막의 원료가 충전되는 도가니를 지지하는 도가니지지유닛; 및
상기 도가니지지유닛에 지지되는 상기 도가니에 열을 공급하는 히터유닛; 을 포함하고,
상기 도가니에는, 지지걸림부가 돌출 형성되고,
상기 도가니지지유닛은,
상기 도가니가 삽입되는 공간을 형성하는 지지바디부;
상기 히터유닛이 지지되도록 상기 지지바디부에 결합되는 히터브라켓부; 및
상기 지지바디부에서 이격된 상태로 상기 도가니를 지지하고, 상기 지지걸림부가 안착 지지되도록 상기 히터브라켓부에서 돌출되는 안착걸림부;를 포함하고,
상기 히터유닛은,
상기 도가니의 측면에 열을 공급하는 제1히팅부; 및
상기 제1히팅부의 상측에 설치되고, 상기 도가니에서 토출부 측에 열을 공급하는 제2히팅부;를 포함하며,
상기 히터브라켓부는,
상기 제1히팅부를 지지하는 제1브라켓부; 및
상기 제2히팅부를 지지하고, 상기 안착걸림부가 돌출 형성되는 제2브라켓부;를 포함하고,
상기 안착걸림부에는 안착고정부가 돌출 형성되고, 상기 지지걸림부에는 상기 안착고정부와 끼움 결합되는 지지고정부가 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 히터유닛을 감싸 상기 히터유닛에서 발산되는 열을 상기 도가니로 반사시키는 반사유닛; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.