KR101787367B1 - 선형 증발 증착 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선형 증발 증착 장치를 제공한다. 이 선형 증발 증착 장치는 선형 증발 증착 장치는 진공 용기; 제1 방향으로 연장되고 상기 진공 용기 내부에 배치되고 증착 물질을 수납하는 도전성 도가니; 상기 도전성 도가니에 장착되고 복수의 관통 노즐들을 포함하는 노즐 블록; 상기 노즐 블록과 상기 증착 물질 사이에 배치되고 개구부를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판; 및 상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록을 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니, 상기 도전성 확산판, 및 상기 노즐 블록을 유도 가열하는 유도 가열 코일;을 포함한다.

Description

선형 증발 증착 장치{Linear Evaporation Deposition Apparatus}

본 발명은 선형 증발 증착 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로, 유도 가열 선형 증발 증착 장치에 관한 것이다.

유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 제작하는데 있어서, 유기박막을 형성하는 공정 및 도전체 박막 형성 공정이 요구되고, 이러한 박막 형성 공정은 증발 증착이 주로 사용된다.

유기 박막은 유기 물질을 담은 도가니를 감싼 열선에 전류를 흘려 가열하고 도가니에 전달된 열이 도가니 내의 유기물질의 온도를 상승시키며 유기물질의 온도가 상승됨에 따라 유기물질이 기체의 형태로 도가니를 빠져나가 기판에 증착되는 방식으로 주로 만들어진다. 이러한 열 증착법에 의한 유기 박막의 제작에는 대부분 점 증발원을 사용해왔다.

점 증발원은 기판에 유기물질이 증착됨에 있어 점 증발원에 가까운 기판 부분은 두껍게 박막이 형성되고 먼 기판 부분은 얇게 형성되어 박막이 균일하게 만들어지지 못한다. 따라서, 기판 중심으로부터 먼 곳에 점 증발원을 설치하고 기판을 회전하는 방법을 사용한다. 하지만 이 경우, 증착 챔버의 크기가 커지고 기판을 잡고 회전해야 하며 박막의 균일성도 원하는 만큼 얻지 못하고 있다. 그리고 점 증발원의 용량이 작고 기판 중심에서 먼 곳에 설치되기 때문에 점 증발원으로부터 분출된 유기물질 기체의 대부분은 기판이 아닌 증착 챔버에 증착되어 유기물 사용의 효율성이 현저히 떨어지게 되므로 잦은 유기 물질의 재충전이 필요하거나 증착 챔버에 다수의 점 증발원을 넣어 복잡한 제어를 통해 돌려가며 사용하는 등의 문제가 있다. 게다가 대면적 기판의 경우, 이들 문제가 더욱 심해진다.

증발원은 분사 홀의 개수 및/또는 배열 등에 따라서 점 소스(point source), 선형 증발원(linear source), 면 증발원(area source) 등으로 구분될 수 있다. 최근에는 기판이 대면적화 됨에 따라서 점 소스보다는 선형 증발원이 주목을 받고 있으며, 선형 증발원의 길이는 점차 증가하고 있다. 선형 증발원은 점 소스에 비하여 증착 재료의 효율이 높을 뿐만 아니라 높은 증착 속도의 구현이 가능하기 때문이다. 다만, 선형 증발원은 통상적으로 증발원을 좌우 또는 상하로 스캔하기 위한 스캔 수단이 필요하다. 그리고 선형 증발원은 증착 온도 및 증착 속도의 제어가 어려울 뿐만 아니라 증착 균일성을 얻기가 어려운 단점이 있다. 특히, 대면적의 기판에 대응할 수 있도록 선형 증발원의 길이가 길어질수록 전체적으로 증착 균일성을 달성하기가 더욱 어려워진다.

또한, 점증발원이나 선형 증발원의 교체시에는 고진공의 진공 챔버에서 이루어져야 하므로, 교체 후 다시 고진공으로 배기할 때까지 상당한 시간을 필요로 하게 되어 불합리한 점이 있게 된다. 또한, 점 증발원 또는 선형 증발원 증착 물질을 대량의 수납하는 경우, 증착 물질은 열에 의하여 변성될 수 있다. 빈번한 증착 물질의 교체는 경제적으로 비효율적이다. 따라서, 대용량의 유기물을 수납하고, 유기물 증착을 위한 새로운 구조의 선형 증발 장치가 요구된다.

고증착율을 구현하기 위하여, 대면적 유도 가열 선형 증발 증착 장치는 새로운 도가니 구조가 요구된다.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 높은 직진성을 가지고 대면적 기판을 균일하게 증착할 수 있는 유도 가열 선형 증발 증착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 증착막의 균일도를 향상시킴과 동시에 유기 물질의 사용의 효율성을 향상시키기 위한 유기 발광 소자 박막 제작을 위한 선형 증발원을 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 높은 직진성을 가지고 대면적 기판을 균일하게 증착할 수 있고 열 변성없이 대용량의 증착 물질을 수납할 수 있는 유기 발광 소자 박막 제작을 선형 증발 증착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 증착 박막의 공간적 균일도를 향상시킴과 동시에 유기 물질의 사용의 효율성을 향상시키기 위한 유기 발광 소자 박막 제작을 위한 선형 증발 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 유도 가열 구조 및 블록형태의 노즐 구조를 채용하여 유도 가열 및 온도 제어가 용이한 유기 발광 소자 박막 제작을 위한 선형 증발 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선형 증발 증착 장치는 진공 용기; 제1 방향으로 연장되고 상기 진공 용기 내부에 배치되고 증착 물질을 수납하는 도전성 도가니; 상기 도전성 도가니에 장착되고 복수의 관통 노즐들을 포함하는 노즐 블록; 상기 노즐 블록과 상기 증착 물질 사이에 배치되고 개구부를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판; 및 상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록을 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니, 상기 도전성 확산판, 및 상기 노즐 블록을 유도 가열하는 유도 가열 코일;을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 확산판의 개구부는 상기 관통 노즐과 직선 상에서 배치되지 않도록 오프셋되어 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노즐 블록의 폭은 상기 도전성 도가니의 폭과 동일하고, 상기 노즐 블록의 길이는 상기 도전성 도가니의 길이와 동일하고, 상기 노즐 블록의 하부면에는 함몰부가 형성되고, 상기 도전성 확산판은 상기 함몰부의 하부면에 장착되어 버퍼 공간을 제공하고, 상기 노즐 블록과 상기 도전성 도가니는 서로 정렬되고 서로 분해결합할 수 있도록 결합할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 관통 노즐은 상기 노즐 블록의 중심에 대하여 좌우 대칭적으로 배치되고, 상기 관통 노즐들은 상기 제1 방향으로 비균일하게 배치되고, 상기 도전성 확산판의 개구부는 상기 관통 노즐과 직선 상에 배치되지 않도록 오프셋되어 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 개구부는 상기 확산판의 배치평면의 중심에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 개구부는 상기 도전성 도가니의 내부 측면과 접촉하는 부위에 대칭적으로 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 도가니 내부에 배치되고 상기 증착 물질의 상부면을 감싸도록 배치되는 증착 물질 덮개부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노즐 블록은 중력 방향에 반대로 증기를 토출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노즐 블록은 상기 도전성 도가니의 상부 측면에 배치되고, 상기 노즐 블록은 중력 방향에 수직하게 증기를 토출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노즐 블록은 상기 도전성 도가니의 내부로 삽입되고, 상기 노즐 블록은 중력 방향에 반대로 증기를 토출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 도가니는 상기 제1 방향 및 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 이격되어 상기 노즐 블록과 나란히 연장되고, 상기 도전성 도가니와 상기 노즐 블록을 연결하는 연결 블록을 더 포함하고, 상기 노즐 블록은 중력 방향으로 증기를 토출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증착 물질 덮개부는 상기 증착 물질이 증발함에 따라 상기 도전성 도가니의 내측면을 따라 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선형 증발 증착 장치는 진공 용기; 제1 방향으로 연장되고 상기 진공 용기 내부에 배치되고 증착 물질을 수납하는 도전성 도가니; 상기 도전성 도가니 내부에 배치되고 상기 증착 물질의 상부면을 감싸도록 배치되는 증착 물질 덮개부; 상기 도전성 도가니와 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향에서 결합하고 복수의 관통 노즐들을 포함하는 노즐 블록; 상기 도전성 도가니를 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니를 유도 가열하는 도전성 도가니 유도 가열 코일; 및 상기 노즐 블록을 감싸도록 배치되어 상기 노즐 블록을 유도 가열하는 노즐 블록 유도 가열 코일;을 포함하고, 상기 관통 노즐들은 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 증착 물질이 증발함에 따라 상기 도전성 도가니의 내측면을 따라 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 도가니 내부에 배치되고 개구부를 통하여 상기 증착 물질을 확산시키는 도전성 확산판을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 확산판의 개구부는 상기 관통 노즐과 직선 상에서 배치되지 않도록 오프셋되어 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선형 증발 증착 장치는 유도 가열 방식의 증발기에서 균일한 박막 증착을 제공할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 증발 증착 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 선형 증발 증착 장치를 길이 방향으로 자른 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 선형 증발 증착 장치를 폭 방향으로 자른 단면도이다.
도 1d는 도 1a의 도전성 도가니와 노즐 블록을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도전성 도가니를 설명하는 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도전성 도가니를 설명하는 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도전성 도가니를 설명하는 분해사시도이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 사시도이다. 도 5b는 도 5a의 증발 증착 장치의 단면도이다. 도 1에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상향식 선형 증발 증착 장치를 설명하는 사시도이다. 도 6b는 도 6a의 선형 증발 증착 장치의 폭 방향의 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하향식 선형 증발 증착 장치를 설명하는 사시도이다. 도 7b는 도 7a의 선형 증발 증착 장치의 폭 방향의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선형 증발 증착 장치를 설명하는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선형 증발 증착 장치를 설명하는 개념도이다.

유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode; OLED)는 대면적 TV와 같은 표시 소자로 사용되고 있다. 이러한, 대면적 표시 소자 기판의 크기는 수 미터 정도이다. 이러한 대면적 표시 소자 기판에 유기 박막 또는 도전성 박막을 증착하기 위하여 선형 증발 증착 장치가 요구된다.

선형 증발 증착 장치가 유도 가열 코일을 사용하는 경우, 유도 전기장은 도전성 도가니 내부로 침투하여 내부의 도전체를 가열할 수 있다. 한편, 증착 물질은 가열된 도전체로부터 열을 전달받아 증기로 변환된다.

도전성 도가니가 박스 형태이고, 내부에 증착 물질이 상기 도전성 도가니 내부에 수납되는 경우, 증착 물질은 박스 형태의 도전성 도가니의 내벽으로부터 열을 전달받아 증기화된다. 유도 가열 방식에서, 고증착률 및 대면적 균일한 증착을 달성하기 위하여, 유도 가열 코일은 완벽한 폐루프를 달성하기 어려워, 공간적으로 비균일한 가열 특성을 유발할 수 있다. 따라서, 공간적으로 균일한 증착을 달성하기 위하여 도가니의 내부 구조의 변경이 요구된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도전성 도가니의 내부에 도전성 확산판이 배치된다. 상기 도전성 확산판은 상기 유도 가열 코일에 의하여 상기 도전성 도가니와 동시에 직접 가열될 수 있다. 이에 따라, 위치에 따른 증착 물질의 증발률이 다른 경우, 상기 확산판은 개구부를 통하여 버퍼 공간에 증기를 제공하고, 상기 버퍼 공간은 증착물질이 수납되는 공간보다 더 균일한 밀도 분포를 제공할 수 있다. 따라서, 상기 버퍼 공간은 관통 노즐 마다 토출되는 증기량을 균일하게 제공할 수 있다.

한편, 증착 물질은 상기 도전성 도가니 내부에 증발된 후 상기 증착 물질의 상부면에 다시 증착될 수 있다. 이에 따라, 상기 다시 증착된 증착 물질은 열에 의하여 변성될 수 있다. 따라서, 상기 증기의 재층착(re-deposition)을 억제하는 방법이 요구된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 증발 증착 장치는 상기 증착 물질을 덮는 증착 물질 덮개부를 포함한다. 상기 증착 물질 덮개부는 도전성 물질로 형성되어 유도 가열될 수 있다. 증기는 상기 증착 물질 덮개부와 상기 도전성 도가니 사이의 측면 공간을 통하여 이동하고, 상기 가열된 증착 물질 덮개부는 상기 증기의 증착을 억제할 수 있다. 상기 증착 물질 덮개부는 상기 증착 물질의 증발에 따라 하강하여 상기 증착 물질과 항상 접촉하도록 구성될 수 있다. 상기 증착 물질 덮개부가 없는 경우, 위치에 따른 증발률은 유도 가열 코일의 구조 및 위치, 위치에 따른 증착 물질의 양 등에 의존할 수 있다. 그러나, 상기 증착 물질 덮개부는 특정한 위치 또는 영역을 통해서만 증기가 새어나올 수 있도록 하고, 동일한 증기확산 경로를 제공할 수 있다. 이에 따라, 안정적인 동작 및 공정 재현성이 향상된다. 또한, 상기 증착 물질 덮개부는 상기 증기가 다시 증착 물질에 재층착되지 못하도록 억제한다. 따라서, 증착된 박막의 성능은 향상되어 일정하게 유지될 수 있다.

또한, 노즐 블록은 관통 노즐의 종횡비가 5:1 이상이 되도록 충분한 두께를 가지는 판 구조일 수 있다. 한편, 노즐블록은 도전성 도가니와 정렬되어 분해/결합할 수 있도록 설계될 수 있다. 이에 따라, 상기 도전성 도가니의 유지 및 보수가 용이할 수 있다.

또한, 증착률을 증가시키기 위하여, 상기 도전성 도가니의 온도를 증가시키는 경우, 유기 박막을 제공하는 증착 물질은 변성될 수 있다. 따라서, 증착률을 증가시키는 것에는 한계가 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노즐 블록과 상기 도전성 도가니 사이에 온도 구배(temperature gradient)를 제공하고, 상기 도전성 도가니와 상기 노즐 블록은 서로 열적으로 단열되도록 단열 부재에 의하여 결합할 수 있다. 이에 따라, 상기 도전성 도가니의 온도는 상기 노즐 블록에 비하여 상대적으로 낮게 유지하면서, 충분한 증발률을 제공하면서, 버퍼 공간으로 진입한 증기가 다시 증착 물질에 재증착되는 것을 방지할 수 있다. 상기 증착 물질은 시간에 따라 감소하고, 상기 도전성 확산판 하부와 상기 증착 물질 상부면 사이의 예비 공간이 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 예비 공간이 증가함에 따라, 열역학적 특성이 변경되어, 증착률이 감소할 수 있다. 이를 보상하기 위하여, 상기 증착 물질의 소모에 따라 상기 노즐 블록의 온도는 일정하게 유지되고, 상기 도전성 도가의 온도는 상기 증착 물질의 소모에 따라 상승하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 증착 물질의 소모에 따라, 상기 증착률을 일정하게 유지하기 위하여, 상기 예비 공간을 일정하게 유지할 수 있다. 구체적으로, 상기 증착 물질 덮개부와 상기 확산판을 도전성 막대로 연결하여, 상기 증착 물질이 시간에 따라 소모된 경우, 상기 예비 공간은 일정하며, 상기 버퍼 공간은 상기 증착 물질의 소모에 따라 증가할 수 있다. 이에 따라, 열역학적 특성에 의하여 상기 버퍼 공간의 밀도가 증가하여 일정한 증착률을 제공할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 증발 증착 장치를 나타내는 사시도이다.

도 1b는 도 1a의 선형 증발 증착 장치를 길이 방향으로 자른 단면도이다.

도 1c는 도 1a의 선형 증발 증착 장치를 폭 방향으로 자른 단면도이다.

도 1d는 도 1a의 도전성 도가니와 노즐 블록을 나타내는 분해 사시도이다.

도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 상기 선형 증발 증착 장치(100)는 진공 용기(144); 제1 방향(x축 방향)으로 연장되고 상기 진공 용기(144) 내부에 배치되고 증착 물질(10)을 수납하는 도전성 도가니(160); 상기 도전성 도가니(160)에 장착되고 복수의 관통 노즐들(122)을 포함하는 노즐 블록(120); 상기 노즐 블록(120)과 상기 증착 물질 사이에 배치되고 개구부(161a)를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판(161); 및 상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록을 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니, 상기 도전성 확산판, 및 상기 노즐 블록을 유도 가열하는 유도 가열 코일(132,134)을 포함한다.

증착 물질(10)은 유기 발광 다이오드에 사용되는 유기 물질일 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 물질은 Tris(8-hydroxyquinolinato) aluminium (Al(C9H6NO)3)를 포함할 수 있다. 상기 유기 물질(10)은 상온에서 분말 형태의 고체이고, 상기 유기 물질은 섭씨 300도 근처에서 승화 또는 증발될 수 있다. 상기 도전성 도가니(160)가 대용량의 증착 물질을 수납하도록 사용될 수 있다.

종래의 선형 증발 증착 장치에서, 도가니는 증착 물질을 수납하고 가열한다. 선형 노즐들은 상기 도가니에 직접 연통된다. 이 경우, 상기 도가니가 위치에 따른 온도 분포를 가지는 경우, 국부적으로 온도가 높은 특정 위치의 증착 물질은 빨리 소모되고, 소모된 영역에서 압력이 감소한다. 불균일한 온도 분포 또는 압력 분포는 균일한 증착을 저해한다. 특히, 종래의 도가니의 가열 수단은 저항성 열선을 사용하고, 상기 저항성 열선은 도가니와의 접촉 상태에 따라 공간적인 온도 차이를 제공할 수 있다. 상기 저항성 열선은 도가니에 재충전을 위하여 분해 결합하기 어렵다.

본 발명의 발명자들은 증착률의 공간 균일도가 유도 가열 코일(132,134)의 구조에 크게 의존하는 것을 발견하였다. 유도 가열 코일(132,134)은 비접촉 가열을 수행하고 도전성 도가니의 내부에 배치된 도체도 유도 가열할 수 있는 장점을 가진다. 유도 가열 코일(132,134)은 공간적으로 균일한 가열을 위하여 완벽한 폐루프를 형성하는 것이 중요하다. 그러나, 유도 가열 코일(132,134)의 구조상 완벽한 폐루프의 형성이 어렵다. 본 발명은 유도 가열 코일(132,134)을 채용한 경우, 도전성 도가니(160) 또는 노즐 블록(120) 내에 도전성 확산판(161)을 채용하여 증착률의 공간 균일도를 개선하는 것을 제안한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노즐 블록 유도 가열 코일(132)은 상기 노즐 블록(120)의 연장 방향(x축 방향)을 따라 연장되면서 상기 노즐 블록(120)을 감싸도록 배치되고 유도 가열한다. 이에 따라, 상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132)은 상기 노즐 블록(120)과 인접하여 배치되어 효율적인 유도 가열을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도전성 도가니 유도 가열 코일(134)은 상기 노즐 블록(120)의 연장 방향(x축 방향)을 따라 연장되면서 상기 도전성 도가니 (160)을 감싸도록 배치되고, 유도 가열한다. 이에 따라, 상기 도전성 도가니 유도 가열 코일은 상기 도전성 도가니(160)와 인접하여 배치되어 효율적인 유도 가열을 수행할 수 있다. 또한, 증착률의 공간 균일도는 도전성 도가니 내의 도전성 확산판에 의하여 확보될 수 있다.

상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132)은 파이프 형상 또는 띠 형상이고, 상기 노즐 블록 유도 가열 코일의 내부에 냉매가 흐를 수 있다. 또한, 상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132)에 의한 유도 전기장은 비접촉식으로 상기 노즐 블록(120)의 외주면을 따라 공간적으로 균일하게 직접 가열한다. 따라서, 접촉에 따른 온도 불균일성이 제거되고, 가열 안정성이 향상되고, 기구적 구성이 간단하다. 상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132)은 상기 노즐 블록(120)과 공간적으로 이격되어 배치된다. 지지부(133)는 상기 유도 가열 코일(132,134)을 고정한다. 상기 지지부(133)는 절연체로 형성되고, 상기 지지부(133)는 세라믹 또는 알루미나 재질일 수 있다. 또한, 상기 노즐 블록(120)은 상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132)과 비접촉식으로 배치되어, 분해 및 결합이 용이하다. 상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132)은 상기 도전성 도가니 유도 가열 코일(134)과 전기적으로 직렬 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노즐 블록(120)은 선형 배열된 복수의 관통 노즐들(122)을 포함할 수 있다. 종래의 선형 노즐은 노즐마다 파이프를 포함한다. 파이프 형상의 노즐은 저항성 가열에 의하여 독립적으로 가열되기 어렵다. 상기 저항성 가열은 접촉에 의한 열전도에 의하여 수행되므로, 종래의 파이프 형상의 노즐은 도가니의 가열에 의하여 열전도를 통하여 간접적으로 가열된다. 따라서, 상기 파이프 형상의 노즐의 독립적인 온도 조절이 어렵다. 이에 따라, 상기 파이프 형상의 노즐은 국부적으로 낮은 온도를 가지는 경우 증착에 의하여 막힐 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 상기 노즐 블록(120)은 유도 전기장을 통하여 직접 가열된다. 또한, 상기 노즐 블록의 온도는 상기 도전성 도가니의 온도보다 높게 독립적으로 설정될 수 있다.

또한, 상기 노즐 블록의 폭과 너비는 상기 도전성 도가니의 폭과 너비와 각각 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 노즐 블록(120)은 상기 도전성 도가니와 분해/결합할 수 있다. 또한, 노즐 블록 유도 가열 코일과 노즐 블록 사이의 간격은 도가니 유도 가열 코일과 도전성 도가니 사이의 간격과 일치시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노즐 블록(120)은 제1 방향으로 연장되는 직육면체 형태이고, 상기 노즐 블록(120)에 복수의 관통 노즐들(122)이 선형 배열된다. 따라서, 노즐 블록 유도 가열 코일(132)은 상기 노즐 블록(120) 전체를 독립적으로 직접 가열할 수 있다. 상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132) 및 상기 도전성 도가니 유도 가열 코일(134)은 상기 노즐 블록(120)과 상기 도전성 도가니(160) 사이에 온도 구배(temperature gradient)를 제공할 수 있다. 상기 온도 구배를 제공하기 위하여, 상기 노즐 블록 유도 가열 코일의 단위 길이당 권선수 또는 권선수는 상기 도전성 도가 유도 가열 코일의 단위 길이당 권선수 또는 권선수보다 클 수 있다. 또는, 상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132)과 상기 도전성 도가니 유도 가열 코일(134)는 별도의 교류 전원에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 노즐 블록(120)은 증착에 의한 막힘 현상을 해결할 수 있다. 또한, 상기 노즐 블록(120)의 길이 방향의 온도 분포는 노즐 블록 유도 가열 코일(132)과 상기 노즐 블록(120) 사이의 간격을 조절하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐 블록의 중심 부위에서 상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132)과 상기 노즐 블록(120) 사이의 간격은 상기 노즐 블록(120)의 가장 자리 부위에서 상기 간격보다 크도록 설계될 수 있다.

상기 공간 온도 조절부(140)는 자성체 재질의 요크일 수 있다. 자성체는 자속을 구속하고, 상기 공간 온도 조절부(140)와 상기 유도 가열 코일(132,134) 사이의 간격을 제어함으로써, 상기 공간 온도 조절부(140)는 유도 전기장의 공간 분포 또는 공간적인 온도 분포를 제어할 수 있다. 상기 공간 온도 조절부(140)는 간격 조절하기 위한 이동 수단을 포함할 수 있다. 상기 공간 온도 조절부(140)는 상기 유도 가열 코일에 대하여 제2 방향으로 이격되어 자속을 구속하도록 배치될 수 있다.

상기 진공 용기(144)는 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 진공 용기(144)는 직육면체 구조의 챔버일 수 있다. 상기 진공 용기(144)는 진공 펌프에 의하여 진공 상태로 배기될 수 있다. 상기 진공 용기(144)는 내부에 기판 홀더(미도시), 및 상기 기판 홀더에 장착된 기판(146)을 포함할 수 있다. 상기 진공 용기(144)는 상기 기판의 앞면에 배치되어 패터닝을 수행하는 새도우 마스크(shadow mask)를 포함할 수 있다.

상기 기판(146)은 유기 발광 다이오드를 포함하는 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 기판(146)은 사각 기판일 수 있다. 스캔을 위하여, 상기 기판 홀더가 선형 운동하거나, 선형 운동부(170)는 상기 도전성 도가니(160)에 선형 운동을 제공할 수 있다.

상기 선형 증발 증착 장치(100)의 노즐 블록(120)은 중력에 반하여 상향식으로 상기 증기를 토출할 수 있다. 구체적으로, 중력 방향(g)은 음의 제2 방향(음의 y축 방향)일 수 있다. 상기 관통 노즐(122)은 중력에 반하여 상기 진공 용기(144)의 내측 상부에 배치된 기판(146)에 증기를 토출할 수 있다.

상향식 증발 증착 장치의 경우, 관통 노즐(122)은 진공 용기의 상부면을 향하여 증기를 토출하고, 하향식 증발 증착 장치의 경우, 관통 노즐(122)은 진공 용기의 하부면을 향하여 증기를 토출하고, 측향식 증발 증착 장치의 경우, 관통 노즐(122)은 진공 용기의 측면을 향하여 증기를 토출할 수 있다.

상기 도전성 도가니(160)는 전기 전도도가 높은 금속 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 도가니(160)는 스테인레스 스틸, 구리, 탄탈, 타이타늄, 텅스텐, 그레파이트(graphite), 또는 니켈일 수 있다. 상기 도전성 도가니(160)는 상기 제1 방향(x축 방향)으로 연장될 수 있다. 상기 제2 방향(y축 방향)이 중력 방향(g 방향)의 반대 방향일 수 있다. 상기 도전성 도가니(160)는 제1 방향으로 연장되는 직육면체 형상일 수 있다.

상기 도전성 도가니(160)는 상부면이 개방된 상자 형태일 수 있다. 상기 노즐 블록(120)은 상기 도전성 도가니의 개방된 상부면에 삽입되어 고정될 수 있다. 상기 도전성 도가니와 상기 노즐 블록의 밀봉을 위하여, 고온용 오링 또는 구리 가스켓 등이 사용될 수 있다. 이에 따라, 상기 도전성 도가니(160)의 증착 물질 수납 공간(160a)의 증기는 상기 관통 슬릿(166) 및 상기 관통 노즐들(122)을 통하여 상기 제2 방향(y축 방향)으로 토출될 수 있다. 상기 노즐 블록은 상기 증착 물질의 재충전을 위하여 상기 도전성 도가니와 분해될 수 있다. 또는 상기 증착 물질의 재충전을 위하여 상기 도전성 도가니의 측면에 증착 물질 재충전용 구명과 마개가 장착될 수 있다.

도전성 확산판(161)은 상기 도전성 도가니(160)의 상부면 또는 상기 노즐 블록의 하부면에 배치될 수 있다. 상기 도전성 확산판(161)은 상기 도전성 도가니(160)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 노즐 블록(120)의 하부면에는 함몰부(123)가 형성될 수 있다. 상기 도전성 확산판(161)은 상기 함몰부(123)의 하부면에 배치될 수 있다. 상기 함몰부(123)와 상기 도전성 확산판(161)은 버퍼 공간(160c)을 제공할 수 있다. 상기 노즐 블록의 하부면 가장 자리는 돌출되고, 상기 돌출된 부위는 상기 도전성 도가니(160)의 개방된 상부면에 삽입될 수 있다.

상기 도전성 확산판(161)은 상기 노즐 블록의 하부 측면에 접촉하도록 배치되어 예비 공간(160b)과 버퍼 공간(160c)을 공간적으로 분리할 수 있다. 이에 따라, 상기 증착 물질(10)의 증기는 상기 도전성 확산판(161)의 개구부(161a)를 통하여 상기 버퍼 공간(160c)으로 전달되고, 상기 버퍼 공간(160c)의 증기는 공간적으로 균일하게 분포할 수 있다. 상기 도전성 확산판(161)의 개구부(161a)는 노즐 블록(120)의 관통 노즐(122)과 y축 방향으로 정렬되지 않도록 오프셋되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 개구부(161a)를 통과한 증기가 바로 정렬된 관통 노즐(122)을 통하여 분사되는 것이 억제될 수 있다.

상기 도전성 확산판(161)의 재질은 상기 노즐 블록의 재질과 동일할 수 있다. 상기 도전성 확산판(161)의 개구부(161a)의 크기는 상기 관통 노즐(122)의 직경보다 충분히 클 수 있다. 또한, 상기 개구부(161a)의 형상은 원형, 타원형, 다각형 등으로 다양하게 변형될 수 있다. 상기 노즐 블록의 개구율은 상기 도전성 확산판의 개구율보다 클 수 있다. 상기 도전성 확산판(161)은 상기 노즐 블록의 하부면에 용접과 같은 수단에 의하여 고정될 수 있다.

상기 개구부(161a)의 위치는 상기 관통 노즐(122)과 정렬되지 않는 한 다양하게 변형될 수 있다. 상기 도전성 확산판(161)은 유도 전기장에 의하여 직접 또는 상기 도전성 도가니(160)의 몸체로부터 열전달 또는 복사열을 통하여 가열될 수 있다. 상기 개구부(161a) 각각은 관통 노즐(122)과 오프셋되어 각각 배치될 수 ㅇ있다. 본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 개구부는 복수의 관통 노즐을 포함하는 그룹 마다 하나 씩 배치될 수 있다.

상기 증착 물질 덮개부(163)는 상기 도전성 도가니의 내부에서 설치된 선형 운동 가이드(164)를 따라 이동할 수 있다. 상기 증착 물질 덮개부(163)는 제1 방향(x축 방향)을 따라 연장되면서, 증기가 새어 나올 수 있도록 도전성 도가니와 상기 증착 물질 덮개부(163) 사이에 틈을 가질 수 있다. 상기 증착 물질(10)이 상기 도전성 도가니(160)에 채워진 후, 상기 증착 물질 덮개부(161)는 상기 증착 물질을 덮도록 배치될 수 있다. 상기 증착 물질이 증발함에 따라, 상기 증착 물질 덮개부(163)는 중력에 의하여 제2 방향(y축 방향)으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 증발된 증기가 상기 증발 물질에 재증착하는 것이 억제될 수 있다. 재증착된 증발 물질은 열에 의하여 변성되어 증착된 박막의 질을 저하시킬 수 있다.

상기 노즐 블록의 관통 노즐들(122)의 출구는 상기 제2 방향(y축 방향)을 향하여 배치될 수 있다. 상기 노즐 블록(120)은 버퍼 공간(160c)을 통하여 증기를 제공받을 수 있다. 상기 노즐 블록(120)은 제1 방향으로 연장되는 직육면체 형상일 수 있다. 상기 노즐 블록(120)의 길이는 수십 센치 미터 수 미터일 수 있다. 상기 노즐 블록(120)의 폭은 수 밀리미터 내지 수 센치미터일 수 있다. 상기 노즐 블록(120)의 높이는 수 밀리미터 내지 수십 밀리미터일 수 있다. 상기 노즐 블록(120)의 폭은 상기 도전성 도가니의 폭과 동일할 수 있다. 상기 노즐 블록의 길이는 상기 도전성 도가나의 길이와 동일하고, 상기 노즐 블록은 상기 도전성 도가니와 정렬될 수 있다.

상기 노즐 블록(120)은 직육면체 형상이고, 상기 도전성 도가니(160)의 상부면에 배치되고, 상기 도전성 도가니(160)와 상기 노즐 블록(120)은 서로 분해 결합할 수 있다. 상기 노즐 블록의 재질은 상기 도전성 도가니와 동일한 재질일 수 있다. 상기 노즐 블록(120)은 제1 방향으로 연장되는 직육면체 형상일 수 있다.

복수의 관통 노즐(122)은 상기 진공 용기 내에서 상부에 배치된 기판(146)에 유기물을 증착하도록 중력 방향에 반하여 상향식으로 상기 증기를 토출할 수 있다.

바람직하게는, 상기 관통 노즐(122)은 상기 노즐 블록(120)을 관통하는 원기둥 형상일 수 있다. 상기 관통 노즐의 종횡비(aspect ratio)는 5 내지 100일 수 있다. 상기 관통 노즐(122)의 직경은 수백 마이크로미터 내지 수 밀리미터일 수 있다. 이웃한 관통 노즐(122) 사이의 간격은 상기 관통 노즐의 직경의 1.2 배 내지 5 배일 수 있다. 상기 관통 노즐(122)의 직경은 증기의 평균 자유 경로보다 작은 것이 바람직할 수 있다. 상기 노즐 블록(120)이 상기 제1 방향으로 연장되는 직육면체 형태인 경우, 상기 노즐 블록(120)은 전체적으로 가열되고, 상기 관통 노즐들은 전체적으로 균일한 온도를 유지할 수 있다.

상기 관통 노즐들(122)의 단면적의 총합은 상기 도전성 도가니(160)의 폭 방향으로 절단한 단면적(yz 평면)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 증기는 상기 도전성 도가니 내부에서 공간적으로 일정한 압력을 유지할 수 있다. 또한, 상기 관통 노즐들의 총면적은 상기 확산판(161)의 개구부의 총면적보다 클 수 있다.

상기 복수의 관통 노즐(122)은 상기 버퍼 공간(160c)과 서로 연통되고, 상기 제2 방향(y축 방향)을 따라 각각 형성되고, 상기 제1 방향(x축 방향)으로 이격되어 서로 나란히 배치되고, 상기 증기를 토출한다.

상기 관통 노즐들(122)은 제1 방향으로 정렬되어 배치될 수 있다. 상기 관통 노즐은 한 줄, 두 줄, 또는 세 줄로 배치될 수 있다. 세 줄인 경우, 첫 번째 줄과 세 번째 줄은 두 번째 줄과 상기 제1 방향으로 오프셋되어 배치될 수 있다.

상기 관통 노즐들(122)의 직경은 상기 노즐 블록(120)의 제1 방향의 양단에서 상기 노즐 블록의 중심 부위보다 더 클 수 있다. 이에 따라, 위치에 따라, 균일한 박막이 증착될 수 있다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 관통 노즐(122)의 밀도는 상기 노즐 블록의 제1 방향의 양단에서 상기 노즐 블록의 중심 부위보다 더 높을 수 있다.

상기 노즐 블록(120)은 상기 도전성 도가니(160)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 상기 노즐 블록(120)은 상기 도전성 도가니(160)와 용접 기술들에 의하여 일체형 또는 탈착식으로 제작될 수 있다. 상기 노즐 블록 및 상기 도전성 도가니에는 온도를 측정하기 위한 온도 측정 수단이 각각 배치될 수 있다. 상기 온도 측정 수단은 열전대일 수 있다. 상기 노즐 블록(120) 및 상기 도전성 도가니(160)는 각각 설정된 온도를 유지하도록 제어될 수 있다.

유도 가열 코일(132,134)은 상기 도전성 도가니(160) 및 상기 노즐 블록(120)을 유도 가열할 수 있다. 유도 가열을 위하여, 유도 가열 코일(132,134) 및 교류 전원(136)이 사용될 수 있다. 상기 교류 전원(136)의 주파수는 수십 kHz 내지 수 MHz일 수 있다. 유도 가열 코일(132,134)은 상기 교류 전원(136)으로부터 전력을 공급받아 상기 도전성 도가니(160) 및 상기 노즐 블록(120)을 유도 가열할 수 있다.

상기 유도 가열 코일(132,134)은 상기 도전성 도가니(160) 및 상기 노즐 블록(120)과 절연될 수 있다. 절연을 위하여, 상기 유도 가열 코일(132,134)은 상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록과 간격을 유지할 수 있다. 지지부(133)는 상기 유도 가열 코일(132,134)을 지지하고 고정할 수 있다. 상기 지지부(133)는 세라믹 또는 알루미나와 같은 절연체로 형성될 수 있다. 상기 유도 가열 코일은 직사각형 단면을 가지는 파이프 형태, 원형 단면을 가지는 파이프 형태, 또는 띠 형태일 수 있다. 상기 유도 가열 코일과 상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록 사이의 간격은 온도 조절을 위하여 위치에 따라 다르게 설계될 수 있다. 상기 유도 가열 코일(132,134)은 상기 도전성 도가니(160)를 감싸도록 배치되는 도가니 유도 가열 코일(134) 및 상기 노즐 블록(120)을 감싸도록 배치된 노즐 블록 유도 가열 코일(132)을 포함할 수 있다. 상기 도가니 유도 가열 코일(134) 및 상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132)은 직렬 연결될 수 있다.

상기 유도 가열 코일(132,134)과 상기 도전성 도가니 사이의 수직 거리 또는 상기 유도 가열 코일(132,134)과 상기 노즐 블록(120) 사이의 수직 거리는 상기 제1 방향을 따라 진행함에 따라 변경될 수 있다.

열반사부(150)는 상기 노즐 블록(120) 및 상기 도전성 도가니를 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 열반사부(150)은 가열된 노즐 블록의 복사 에너지가 외부로 방출되지 않도록 반사시킬 수 있다. 상기 열반사부(150)는 반사효율이 높은 금속 판재를 절곡하여 제작될 수 있다. 상기 열반사부(150)의 외측에는 냉매가 흐르는 냉각 파이프(152)가 설치될 수 있다.

상기 선형 증발 증착 장치(100)는 상기 노즐 블록(120) 및 상기 노즐 블록에 선형 운동을 제공하는 선형 운동부(170)를 포함할 수 있다. 상기 선형 운동부(170)는 상기 노즐 블록 및 상기 도전성 도가니(160)에 직선 운동(z축 방향 직선 운동)을 제공할 수 있다. 이에 따라, 직선 운동하는 상기 노즐 블록(120)은 상기 기판(146)이 고정된 상태에서 상기 기판에 모든 면에 균일한 박막을 증착할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도전성 도가니를 설명하는 분해사시도이다. 도 1에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.

도 1a 내지 도 1d 및 도 2를 참조하면, 상기 선형 증발 증착 장치(200)는 진공 용기(144); 제1 방향(x축 방향)으로 연장되고 상기 진공 용기(144) 내부에 배치되고 증착 물질(10)을 수납하는 도전성 도가니(160); 상기 도전성 도가니(160)에 장착되고 복수의 관통 노즐들(222)을 포함하는 노즐 블록(220); 상기 노즐 블록(220)과 상기 증착 물질 사이에 배치되고 개구부(261a)를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판(261); 및 상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록을 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니, 상기 도전성 확산판, 및 상기 노즐 블록을 유도 가열하는 유도 가열 코일(132,134)을 포함한다.

도전성 확산판(261)은 상기 노즐 블록(220)의 하부면에 형성된 함몰부에 고정되고, 상기 도전성 도가니(160) 내부에 버퍼 공간을 제공할 수 있다. 상기 도전성 확산판(261)은 그 중심에 예시적으로 하나의 개구부(261a)를 포함하고, 상기 개구부(261a)의 위치는 관통 노즐들(222)이 배치되지 않는 중심에 배치될 수 있다. 한편, 관통 노즐(222)은 노즐 블록(220)의 제1 방향의 좌우에 밀집되어 배치되고, 중심에는 배치되지 않을 수 있다. 이 경우, 좌우의 관통 노즐들은 공간적으로 균일한 박막을 증착할 수 있다. 상기 관통 노즐들(222)은 상기 노즐 블록의 중심에 대하여 대칭적으로 배치될 수 있다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 대면적 증착을 위하여, 복수의 유도 가열 모듈을 포함할 수 있다. 각각의 유도 가열 모듈들은 도전성 도가니, 노즐 블록, 및 유도 가열 코일을 포함할 수 있다. 상기 유도 가열 모듈들은 제1 방향으로 배열될 수 있다. 소정의 공간 균일도를 확보한 유도 가열 단위 모듈은 서로 연결되어 대면적 증착 시스템을 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도전성 도가니를 설명하는 분해사시도이다.

도 1a 내지 도 1d 및 도 3을 참조하면, 상기 선형 증발 증착 장치(300)는 진공 용기(144); 제1 방향(x축 방향)으로 연장되고 상기 진공 용기(144) 내부에 배치되고 증착 물질(10)을 수납하는 도전성 도가니(160); 상기 도전성 도가니(160)에 장착되고 복수의 관통 노즐들(222)을 포함하는 노즐 블록(220); 상기 노즐 블록(220)과 상기 증착 물질 사이에 배치되고 개구부(361a)를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판(361); 및 상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록을 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니, 상기 도전성 확산판, 및 상기 노즐 블록을 유도 가열하는 유도 가열 코일(132,134)을 포함한다.

상기 도전성 확산판(361)은 상기 노즐브록의 하부면에 장착되어 버퍼 공간을 제공한다. 상기 개구부(361a)의 형상 및 위치는 상기 관통 노즐과 정렬되지 않도록 상기 도전성 도가니(160)의 내측면과 접촉하는 부위에 배치될 수 있다. 상기 개구부(361a)는 상기 도전성 확산판의 양측에 대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 개구부(361a)의 형상은 사각형 홈으로 표시되었으나, 사각형에 한하지 않고 다양하게 변형될 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도전성 도가니를 설명하는 분해사시도이다.

도 1a 내지 도 1d 및 도 4를 참조하면, 상기 선형 증발 증착 장치(400)는 진공 용기(144); 제1 방향(x축 방향)으로 연장되고 상기 진공 용기(144) 내부에 배치되고 증착 물질(10)을 수납하는 도전성 도가니(160); 상기 도전성 도가니(160)에 장착되고 복수의 관통 노즐들(122)을 포함하는 노즐 블록(120); 상기 노즐 블록(120)과 상기 증착 물질 사이에 배치되고 개구부(461a)를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판(461); 및 상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록을 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니, 상기 도전성 확산판, 및 상기 노즐 블록을 유도 가열하는 유도 가열 코일(132,134)을 포함한다.

상기 도전성 확산판(461)은 상기 노즐블록(120) 하부면에 장착되어 버퍼 공간을 제공한다. 상기 개구부의 개수는 복수 개이고, 상기 개구부의 위치는 이웃한 관통 노즐(122) 사이에서 수직(y축 방향)으로 연장되어 오프셋된 위치일 수 있다.

상기 개구부(461a)의 형상 및 위치는 상기 관통 노즐과 정렬되지 않도록 상기 도전성 도가니(160)의 내측면과 접촉하는 부위에 배치될 수 있다. 상기 개구부(461a)는 대칭적으로 양측에 배치될 수 있다. 상기 개구부(461a)의 형상은 사각형 홈으로 표시되었으나, 사각형에 한하지 않고 다양하게 변형될 수 있다.

상기 증착 물질 덮개부(163)는 상기 도전성 도가니의 내부에서 설치된 선형 운동 가이드(164)를 따라 이동할 수 있다. 상기 증착 물질 덮개부(163)는 제1 방향을 따라 연장되면서, 증기가 새어 나올 수 있도록 도전성 도가니와 상기 증착 물질 덮개부 사이에 틈을 가질 수 있다.

도 5a는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 증발 증착 장치를 설명하는 사시도이다. 도 5b는 도 5a의 증발 증착 장치의 단면도이다. 도 1에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.

도 1a 내지 도 1d, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 선형 증발 증착 장치(500)는 진공 용기(144); 제1 방향(x축 방향)으로 연장되고 상기 진공 용기(144) 내부에 배치되고 증착 물질(10)을 수납하는 도전성 도가니(560); 상기 도전성 도가니(560)에 장착되고 복수의 관통 노즐들(122)을 포함하는 노즐 블록(120); 상기 노즐 블록(120)과 상기 증착 물질 사이에 배치되고 개구부(161a)를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판(161); 및 상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록을 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니, 상기 도전성 확산판, 및 상기 노즐 블록을 유도 가열하는 유도 가열 코일(132,134)을 포함한다.

선형 증발 증착 장치(500)는 측향식일 수 있다. 상기 노즐 블록(120)은 상기 도전성 도가니(560)의 상부 측면에 배치되고, 상기 노즐 블록(120)은 중력 방향에 수직하게(y축 방향) 증기를 토출할 수 있다. 중력 방향은 제3 방향(z축 방향)일 수 있다.

상기 도전성 확산판(161)은 상기 도전성 도가니(560)의 내부측면에 접촉하도록 배치되어 상기 증착 물질(10)과 예비 공간과 버퍼 공간을 공간적으로 분리할 수 있다. 이에 따라, 상기 증착 물질(10)은 도전성 확산판(161)의 개구부(161a)를 통하여 버퍼 공간으로 전달되고, 버퍼 공간의 증기는 공간적으로 균일하게 분포할 수 있다.

상기 증착 물질 덮개부(163)는 상기 도전성 도가니의 내부에서 설치된 선형 운동 가이드(164)를 따라 이동할 수 있다. 상기 증착 물질 덮개부(163)는 제1 방향을 따라 연장되면서, 증기가 새어 나올 수 있도록 도전성 도가니와 상기 증착 물질 덮개부 사이에 틈을 가질 수 있다.

도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상향식 선형 증발 증착 장치를 설명하는 사시도이다. 도 6b는 도 6a의 선형 증발 증착 장치의 폭 방향의 단면도이다.

도 1a 내지 도 1d, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 상기 선형 증발 증착 장치(600)는 진공 용기(144); 제1 방향(x축 방향)으로 연장되고 상기 진공 용기(144) 내부에 배치되고 증착 물질(10)을 수납하는 도전성 도가니(660); 상기 도전성 도가니(660)에 장착되고 복수의 관통 노즐들을 포함하는 노즐 블록(120); 상기 도전성 도가니(660) 내부에서 상기 노즐 블록(120)과 상기 증착 물질(10) 사이에 배치되고 개구부(161a)를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판(161); 및 상기 도전성 도가니(660) 및 노즐 블록(120)를 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니 및 노즐 블록을 유도 가열하는 유도 가열 코일(132,134);을 포함한다.

상기 노즐 블록(120)은 상기 도전성 도가니(660)의 개방된 상부면을 통하여 내부로 삽입되고, 상기 노즐 블록은 중력 방향에 반대로 증기를 토출할 수 있다. 상기 노즐 블록(120)의 상부면은 상기 도전성 도가니(660)의 상부면과 동일하거나 낮을 수 있다. 상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132)과 상기 도전성 도가니 유도 가열 코일(134)은 일체화될 수 있다.

상기 도전성 확산판(161)은 상기 도전성 도가니(660)의 내부에 장착되고, 예비 공간과 버퍼 공간을 분리할 수 있다. 상기 도전성 확산판(161)은 상기 도전성 도가니(660)의 내부 측면에 접촉하도록 배치되어 상기 증착 물질(10)과 예비 공간(160b)과 버퍼 공간(160c)을 공간적으로 분리할 수 있다. 이에 따라, 상기 증착 물질(10)은 도전성 확산판(161)의 개구부(161a)를 통하여 버퍼 공간으로 전달되고, 버퍼 공간의 증기는 공간적으로 균일하게 분포할 수 있다.

상기 증착 물질 덮개부(163)는 상기 도전성 도가니의 내부에서 설치된 선형 운동 가이드(164)를 따라 이동할 수 있다. 상기 증착 물질 덮개부(163)는 제1 방향을 따라 연장되면서, 증기가 새어 나올 수 있도록 도전성 도가니와 상기 증착 물질 덮개부 사이에 틈을 가질 수 있다.

도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하향식 선형 증발 증착 장치를 설명하는 사시도이다. 도 7b는 도 7a의 선형 증발 증착 장치의 폭 방향의 단면도이다.

도 1a 내지 도 1d , 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 상기 선형 증발 증착 장치(700)는 진공 용기(144); 제1 방향(x축 방향)으로 연장되고 상기 진공 용기(144) 내부에 배치되고 증착 물질(10)을 수납하는 도전성 도가니(760); 상기 도전성 도가니(760)에 장착되고 복수의 관통 노즐들을 포함하는 노즐 블록(120); 상기 도전성 도가니(660) 내부에서 상기 노즐 블록(120)과 상기 증착 물질(10) 사이에 배치되고 개구부(161a)를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판(161); 및 상기 도전성 도가니(760) 및 노즐 블록(120)를 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니 및 노즐 블록을 유도 가열하는 유도 가열 코일(132,134);을 포함한다.

상기 선형 증발 증착 장치(700)는 하향식일 수 있다. 상기 도전성 도가니(760)는 상기 제1 방향 및 제2 방향에 수직한 제3 방향(z축 방향)으로 이격되어 상기 노즐 블록(120)과 나란히 연장될 수 있다. 연결 블록(762)은 상기 도전성 도가니(760)와 상기 노즐 블록(120)을 연결하는 통로를 제공할 수 있다. 상기 노즐 블록(120)은 중력 방향으로 증기를 토출할 수 있다. 중력 방향은 제2 방향(y축 방향)일 수 있다.

상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132)은 상기 연결 블록(762)의 일부를 감싸도록 배치되고, 상기 도전성 도가니 유도 가열 코일(132)은 상기 연결 블록(762)의 다른 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 노즐 블록 유도 가열 코일(132)은 제1 교류 전원(136)에 연결되고, 상기 도전성 도가니 유도 가열 코일(134)은 제2 교류 전원(768)에 연결될 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선형 증발 증착 장치를 설명하는 개념도이다.

도 1a 내지 도 1d 및 도 8을 참조하면, 상기 선형 증발 증착 장치(100a)는 진공 용기(144); 제1 방향(x축 방향)으로 연장되고 상기 진공 용기(144) 내부에 배치되고 증착 물질(10)을 수납하는 도전성 도가니(160); 상기 도전성 도가니(160)에 장착되고 복수의 관통 노즐들을 포함하는 노즐 블록(120); 상기 도전성 도가니(160) 내부에서 상기 노즐 블록(120)과 상기 증착 물질(10) 사이에 배치되고 개구부(161a)를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판(161); 및 상기 도전성 도가니(160) 및 노즐 블록(120)를 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니 및 노즐 블록을 유도 가열하는 유도 가열 코일(132,134);을 포함한다.

상기 도전성 도가니(160)와 상기 노즐 블록(120)은 서로 열적으로 단열되도록 단열 부재(169)를 통하여 결합할 수 있다. 이에 따라, 상기 도전성 도가니의 온도는 상기 노즐 블록에 비하여 상대적으로 낮게 유지하면서, 충분한 증발률을 제공하면서, 버퍼 공간으로 진입한 증기가 다시 증착 물질에 재증착되는 것을 방지할 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선형 증발 증착 장치를 설명하는 개념도이다.

도 1a 내지 도 1d 및 도 9를 참조하면, 상기 선형 증발 증착 장치(100b)는 진공 용기(144); 제1 방향(x축 방향)으로 연장되고 상기 진공 용기(144) 내부에 배치되고 증착 물질(10)을 수납하는 도전성 도가니(160); 상기 도전성 도가니(160)에 장착되고 복수의 관통 노즐들을 포함하는 노즐 블록(120); 상기 도전성 도가니(160) 내부에서 상기 노즐 블록(120)과 상기 증착 물질(10) 사이에 배치되고 개구부(161a)를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판(161); 및 상기 도전성 도가니(160) 및 노즐 블록(120)를 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니 및 노즐 블록을 유도 가열하는 유도 가열 코일(132,134);을 포함한다.

증착 물질은 시간에 따라 감소하고, 상기 도전성 확산판(161) 하부와 상기 증착 물질 상부면 사이의 예비 공간(160b)이 증가할 수 있다. 상기 예비 공간을 일정하게 유지함으로써, 박막 증착률이 일정하게 유지될 수 있다. 이를 위하여, 상기 도선성 확산판(161)은 증착 물질 덮개부(163)와 지지 기둥(161b)을 통하여 서로 고정될 수 있다. 또한, 상기 증착 물질이 증발하여 감소함에 따라, 상기 도선성 확산판(161)과 상기 증착 물질 덮개부(163)는 동시에 하강할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

120: 노즐 블록
122: 관통 노즐
132: 노즐블록 유도 가열 코일
134: 도전성 도가니 유도 가열 코일
144: 진공 용기
160: 도전성 도가니
161: 도전성 확산판
163: 증착 물질 덮개부

Claims (15)

1. 진공 용기;
   제1 방향으로 연장되는 직육면체 형상이고, 상기 진공 용기 내부에 배치되고 증착 물질을 수납하는 도전성 도가니;
   상기 도전성 도가니의 상부면에 장착되고 복수의 관통 노즐들을 포함하는 노즐 블록;
   상기 노즐 블록과 상기 증착 물질 사이에 배치되고 개구부를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판;
   상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록의 측면을 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니, 상기 도전성 확산판, 및 상기 노즐 블록을 비접촉식으로 각각 유도 가열하는 유도 가열 코일;
   상기 유도 가열 코일을 고정하는 절연성 재질의 지지부; 및
   상기 유도 가열 코일, 상기 노즐 블록 및 상기 도전성 도가니를 감싸도록 배치되는 열 반사부;를 포함하고,
   상기 유도 가열 코일은 상기 노즐블록과 상기 도전성 도가니 사이에 상기 노즐 블록의 온도가 높도록 온도 구배를 제공하고,
   상기 노즐 블록은 상기 제1 방향으로 연장되는 직육면체 형태이고,
   상기 노즐 블록의 길이는 상기 도전성 도가니의 길이와 동일하고,
   상기 노즐 블록의 하부면에는 함몰부가 형성되어,
   상기 도전성 확산판은 상기 함몰부의 하부면에 장착되어 버퍼 공간을 제공하고,
   상기 노즐 블록과 상기 도전성 도가니는 서로 정렬되고, 서로 분해결합할 수 있도록 결합하고,
   상기 관통 노즐은 상기 노즐 블록의 중심에 대하여 좌우 대칭적으로 배치되고,
   상기 관통 노즐들은 상기 제1 방향으로 비균일하게 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 도전성 확산판의 개구부는 상기 관통 노즐과 직선 상에서 배치되지 않도록 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 도전성 도가니의 하부면에 배치된 공간 온도 조절부를 더 포함하고,
   상기 공간 온도 조절부는 자성체 재질이고,
   상기 공간 온도 조절부와 상기 유도 가열 코일 사이의 간격을 제어함으로써, 상기 공간 온도 조절부는 유도 전기장의 공간 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 노즐 블록과 상기 도전성 도가니 사이에 온도 구배(temperature gradient)를 제공하도록 상기 도전성 도가니와 상기 노즐 블록 사이에 배치되어 열적으로 단열되도록 하는 단열 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 개구부는 상기 확산판의 배치평면의 중심에 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 개구부는 상기 도전성 도가니의 내부 측면과 접촉하는 부위에 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 도전성 도가니 내부에 배치되고 상기 증착 물질의 상부면을 직접 접촉하여 감싸도록 배치되는 증착 물질 덮개부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 노즐 블록은 중력 방향에 반대로 증기를 토출하는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
9. 진공 용기;
   제1 방향으로 연장되는 직육면체 형상이고, 상기 진공 용기 내부에 배치되고 증착 물질을 수납하는 도전성 도가니;
   상기 도전성 도가니에 장착되고 복수의 관통 노즐들을 포함하는 노즐 블록;
   상기 도전성 도가니의 내부 측면에 접촉하도록 배치되고 개구부를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판;
   상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록의 측면을 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니, 상기 도전성 확산판, 및 상기 노즐 블록을 비접촉식으로 각각 유도 가열하는 유도 가열 코일;
   상기 유도 가열 코일을 고정하는 절연성 재질의 지지부; 및
   상기 유도 가열 코일, 상기 노즐 블록 및 상기 도전성 도가니를 감싸도록 배치되는 열 반사부;를 포함하고,
   상기 유도 가열 코일은 상기 노즐블록과 상기 도전성 도가니 사이에 상기 노즐 블록의 온도가 높도록 온도 구배를 제공하고,
   상기 노즐 블록은 상기 제1 방향으로 연장되는 직육면체 형태이고,
   상기 노즐 블록의 폭은 상기 도전성 도가니의 폭보다 작고,
   상기 노즐 블록의 길이는 상기 도전성 도가니의 길이와 동일하고,
   상기 노즐 블록과 상기 도전성 도가니는 서로 정렬되고, 서로 분해결합할 수 있도록 결합하고,
   상기 관통 노즐은 상기 노즐 블록의 중심에 대하여 좌우 대칭적으로 배치되고,
   상기 관통 노즐들은 상기 제1 방향으로 비균일하게 배치되고,
   상기 노즐 블록은 상기 도전성 도가니의 상부 측면에 배치되고,
   상기 노즐 블록은 중력 방향에 수직하게 증기를 토출하는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
10. 진공 용기;
    제1 방향으로 연장되는 직육면체 형상이고, 상기 진공 용기 내부에 배치되고 증착 물질을 수납하는 도전성 도가니;
    상기 도전성 도가니에 장착되고 복수의 관통 노즐들을 포함하는 노즐 블록;
    상기 노즐 블록과 상기 증착 물질 사이에 배치되고 개구부를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판;
    상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록의 측면을 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니, 상기 도전성 확산판, 및 상기 노즐 블록을 비접촉식으로 각각 유도 가열하는 유도 가열 코일;
    상기 유도 가열 코일을 고정하는 절연성 재질의 지지부; 및
    상기 유도 가열 코일, 상기 노즐 블록 및 상기 도전성 도가니를 감싸도록 배치되는 열 반사부를 포함하고,
    상기 유도 가열 코일은 상기 노즐 블록과 상기 도전성 도가니 사이에 상기 노즐 블록의 온도가 높도록 온도 구배를 제공하고,
    상기 노즐 블록은 상기 제1 방향으로 연장되는 직육면체 형태이고,
    상기 도전성 확산판은 상기 도전성 도가니의 내부에 배치되어 버퍼 공간을 제공하고,
    상기 노즐 블록과 상기 도전성 도가니는 서로 정렬되고, 서로 분해결합할 수 있도록 결합하고,
    상기 관통 노즐은 상기 노즐 블록의 중심에 대하여 좌우 대칭적으로 배치되고,
    상기 관통 노즐들은 상기 제1 방향으로 비균일하게 배치되고,
    상기 노즐 블록은 상기 도전성 도가니의 상부면에서 내부로 삽입되고,
    상기 노즐 블록은 중력 방향에 반대로 증기를 토출하는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
11. 진공 용기;
    제1 방향으로 연장되는 직육면체 형상이고, 상기 진공 용기 내부에 배치되고 증착 물질을 수납하는 도전성 도가니;
    상기 도전성 도가니에 장착되고 복수의 관통 노즐들을 포함하는 노즐 블록;
    상기 노즐 블록과 상기 증착 물질 사이에 배치되고 개구부를 통하여 상기 증착 물질의 증기를 확산시키는 도전성 확산판;
    상기 도전성 도가니 및 상기 노즐 블록의 측면을 감싸도록 배치되어 상기 도전성 도가니, 상기 도전성 확산판, 및 상기 노즐 블록을 비접촉식으로 각각 유도 가열하는 유도 가열 코일;
    상기 유도 가열 코일을 고정하는 절연성 재질의 지지부;
    상기 유도 가열 코일, 상기 노즐 블록 및 상기 도전성 도가니를 감싸도록 배치되는 열 반사부; 및
    상기 도전성 도가니는 상기 제1 방향 및 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 이격되어 상기 노즐 블록과 나란히 연장되고, 상기 도전성 도가니와 상기 노즐 블록을 연결하는 연결 블록을 포함하고,
    상기 유도 가열 코일은 상기 노즐블록과 상기 도전성 도가니 사이에 상기 노즐 블록의 온도가 높도록 온도 구배를 제공하고,
    상기 도전성 확산판은 상기 도전성 도가니의 내부에 배치되어 버퍼 공간을 제공하고,
    상기 유도 가열 코일은 상기 연결 블록을 감도록 배치되어 상기 연결 블록을 유도 가열하고,
    상기 노즐 블록은 중력 방향으로 증기를 토출하는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
12. 제10 항에 있어서,
    상기 도전성 확산판의 개구부는 상기 관통 노즐과 직선 상에서 배치되지 않도록 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
13. 제9 항 내지 제11 항에 중에서 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 도가니의 하부면에 배치된 공간 온도 조절부를 더 포함하고,
    상기 공간 온도 조절부는 자성체 재질이고,
    상기 공간 온도 조절부와 상기 유도 가열 코일 사이의 간격을 제어함으로써, 상기 공간 온도 조절부는 유도 전기장의 공간 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
14. 제9 항 내지 제11 항에 중에서 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐 블록과 상기 도전성 도가니 사이에 온도 구배(temperature gradient)를 제공하도록 상기 도전성 도가니와 상기 노즐 블록 사이에 배치되어 열적으로 단열되도록 하는 단열 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.
15. 제9 항 내지 제11 항에 중에서 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 도가니 내부에 배치되고 상기 증착 물질의 상부면을 직접 접촉하여 감싸도록 배치되는 증착 물질 덮개부를 더 포함하고,
    상기 증착 물질 덮개부는 상기 증착 물질이 증발함에 따라 상기 도전성 도가니의 내측면을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 선형 증발 증착 장치.

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