KR102150436B1 - 증발원 및 이를 포함하는 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 증발원은 내부 일정 공간이 형성되어 측면이 개방된 리니어 타입의 가열부와, 상기 가열부의 일측에 형성된 노즐부와, 상기 가열부의 형상과 대응되어 가열부의 내측에 삽입되며 일측에 개방되어 유기 물질이 저장된 도가니와, 상기 도가니의 개방된 면에 배치되는 배플 플레이트와, 상기 가열부의 개방된 측면을 폐쇄하는 폐쇄부를 포함한다.
실시예는 도가니를 가열부의 내측에 삽입하도록 형성함으로써, 뒤틀림 현상 및 유기 물질의 리크를 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 실시예는 증발원을 원통 형상으로 형성함으로써, 가공비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

증발원 및 이를 포함하는 증착 장치{EVAPORATION SOURCE AND VAPOR DEPOSITION APPARATUS HAVING THE SAME}
실시예는 리니어 타입의 증발원을 구비하는 증착 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유기발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)의 유기막을 형성하는 방법은 크게 유기 물질을 진공 중에서 증발시켜 유기막을 형성하는 방법과, 유기 물질을 용제에 용해한 후, 스핀 코팅(Spin Coating), 딥 코팅(Dipcoating), 닥터 블레이팅, 잉크젯 프린팅 등을 이용하여 유기 박막을 형성하는 방법이 있다.
특히, 저분자 유기 물질은 승화성이 있고, 200℃~400℃ 라는 비교적 낮은 온도에서 증발이 가능하다. 따라서 이러한 저분자 유기 물질로 이루어지는 박막을 형성하는 경우에는 증발되는 유기물 분자를 기판에 증착시킴으로써 박막을 형성하게 된다.
상기와 같이, 유기 물질은 증발원을 이용하여 증착이 이루어진다. 종래 증발원은 직사각형 형상의 도가니와 노즐부를 별도로 가공한 후, 볼트로 도가니와 노즐부를 조이거나 도가니와 노즐부를 용접하여 결합하게 된다.
하지만, 종래 증발원은 별도로 도가니와 노즐부를 볼트가 조이거나 용접하는 경우 형상 변형으로 인한 뒤틀림 현상이 발생된다. 이로 인해 유기 물질의 리크(Leak)가 발생된다.
또한, 종래 증발원은 직사각의 원재료에 속을 파내어 가공하기 때문에 원재료 및 가공비가 증가하며 형상 가공의 한계가 발생하게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 실시예는 유기 물질의 리크를 방지하기 위한 증발원 및 이를 포함하는 증착 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 실시예는 증발원의 가공비를 절감하기 위한 증발원 및 이를 포함하는 증착 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 실시예에 따른 증발원은 내부 일정 공간이 형성되어 측면이 개방된 리니어 타입의 가열부와, 상기 가열부의 일측에 형성된 노즐부와, 상기 가열부의 형상과 대응되어 가열부의 내측에 삽입되며 일측에 개방되어 유기 물질이 저장된 도가니와, 상기 도가니의 개방된 면에 배치되는 배플 플레이트와, 상기 가열부의 개방된 측면을 폐쇄하는 폐쇄부를 포함한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위하여, 실시예에 따른 증착 장치는 챔버와, 상기 챔버 내의 일측에 배치된 기판 지지부와, 상기 기판 지지부와 대향 배치되는 증발원을 포함하고, 상기 증발원은 내부 일정 공간이 형성되어 측면이 개방된 리니어 타입의 가열부와, 상기 가열부의 일측에 형성된 노즐부와, 상기 가열부의 형상과 대응되어 가열부의 내측에 삽입되며 일측에 개방되어 유기 물질이 저장된 도가니와, 상기 도가니의 개방된 면에 배치되는 배플 플레이트와, 상기 가열부의 개방된 측면을 폐쇄하는 폐쇄부를 포함한다.
실시예는 도가니를 가열부의 내측에 삽입하도록 형성함으로써, 뒤틀림 현상 및 유기 물질의 리크를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예는 증발원을 원통 형상으로 형성함으로써, 가공비를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예는 증발원의 측면에 도가니를 분리할 수 있도록 별도의 출입구를 형성함으로써, 도가니의 세정이 용이한 효과가 있다.
또한, 실시예는 도가니의 상부에 배플 플레이트를 배치함으로써, 이물질에 의한 기판의 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 증발원이 구비된 증착 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 증발원을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 제1 실시예에 따른 증발원의 배플 플레이트의 변형 예를 나타낸 평면도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 증발원을 나타낸 분해 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 증발원이 구비된 증착 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 증발원을 나타낸 분해 사시도이고, 도 3 및 도 4는 제1 실시예에 따른 증발원의 배플 플레이트의 변형 예를 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 증착 장치는 챔버(200)와, 상기 챔버(200) 내의 일측에 배치된 기판 지지부(300)와, 상기 기판 지지부(300)와 대향 배치된 증발원(400)을 포함한다.
챔버(200)는 내부에 일정 공간이 형성되며, 사각 박스 형상으로 형성될 수 있다. 챔버(200)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 원통형, 다각 박스 형상으로 형성될 수 있다. 챔버(200)의 내부는 진공 상태를 유지된 상태에서 기판(100)이 처리될 수 있도록 일정 공간을 제공한다.
챔버(200)의 일측에는 챔버(200) 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 진공 펌프(미도시)가 연결될 수 있다. 진공 펌프는 챔버(200)의 내부를 일정 진공 상태로 유지하도록 한다. 챔버(200)의 일측에는 기판(100)을 인입 및 인출하는 인입부(미도시) 및 인출부(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 인입부 및 인출부는 챔버(200)의 측벽에 각각 형성되거나 또는 하나의 출입부로 형성될 수 있다.
기판 지지부(300)는 챔버(200) 내의 상부에 배치될 수 있다. 기판 지지부(300)는 기판(100)을 지지하는 역할을 한다. 기판 지지부(300)는 기판(100)의 후면, 측면, 전면 가장자리의 일부를 지지하도록 배치될 수 있다. 기판 지지부(300)는 기판(100)을 회전시킬 수 있도록 축 방향으로 회전되거나, 기판(100)을 좌우로 이동시킬 수 있도록 별도의 구동부(미도시)가 더 연결될 수 있다.
증발원(400)은 기판 지지부(300)와 대향 배치될 수 있다. 증발원(400)은 유기 물질을 증발시키고 증발된 유기 물질을 기판(100)의 일면을 향해 분사시키는 역할을 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 증발원(400)은 적어도 일측이 개방된 리니어 타입의 가열부(410)와, 상기 가열부(410)의 일측에 형성된 노즐부(490)와, 상기 가열부(410)의 내측에 삽입되는 도가니(430)와, 상기 도가니(430)의 일측에 배치된 배플 플레이트(450)와 상기 가열부(410)의 측면을 폐쇄하는 폐쇄부(470)를 포함한다.
가열부(410)는 내부에 일정 공간이 형성된 원통형의 리니어 타입으로 형성될 수 있다. 가열부(410)는 일측면이 개방되도록 형성될 수 있으며, 양측면이 모두 개방되도록 형성될 수 있다. 가열부(410)의 표면에는 열선(411)이 배치될 수 있다. 열선(411)은 가열부(410)를 감싸도록 배치될 수 있다. 열선(411)은 가열부(410)의 표면을 따라 배치될 수 있다. 가열부(410)는 열선(411)으로부터 열을 효과적으로 전달하기 위해 열전도율이 높은 금속 재질로 형성될 수 있다. 열선(411)은 가열부(410)의 표면을 따라 용접되거나 삽입되어 형성될 수 있다.
가열부(410)의 일측에는 노즐부(490)가 배치될 수 있다. 노즐부(490)는 가열부(410)의 일측에서 돌출되도록 형성될 수 있다. 노즐부(490)는 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 노즐부(490)는 가열부(410)의 외측에 열을 이루도록 배치될 수 있다. 노즐부(490)는 기판(100)을 향하도록 배치될 수 있다. 노즐부(490)는 상부로 갈수록 직경이 작게 형성될 수 있다. 이와 다르게, 노즐부(490)는 상부로 갈수록 직경이 크게 형성될 수 있다.
도가니(Crucible, 430)는 가열부(410)의 내측에 삽입되도록 배치될 수 있다. 도가니(430)는 상부가 개방된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 도가니(430)는 평면상으로 길게 형성된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 도가니(430)의 내부에 일정 공간이 형성되며, 도가니(430)의 상부는 개방되도록 형성된다. 도가니(430)의 내부에는 증착 물질 예컨대, 유기 물질이 저장될 수 있다.
도가니(430)의 상부에는 배플 플레이트(450)가 배치될 수 있다. 배플 플레이트(450)는 도가니(430)의 상부를 덮도록 배치될 수 있다. 배플 플레이트(450)는 유기 물질에 포함된 이물질이 기판(100)의 일면을 향해 분사되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 배플 플레이트(450)는 증발된 유기 물질을 기판(100)을 향해 균일하게 분사시키는 역할을 수행할 수 있다.
배플 플레이트(450)에는 상하로 관통 형성된 배플 홀(451)이 형성될 수 있다. 상기 배플 홀(451)은 배플 플레이트(450)에 다수의 열을 이루도록 형성될 수 있다. 배플 홀(451)은 균일한 크기를 가지도록 형성될 수 있다.
이와 다르게, 배플 홀(451)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 배플 홀(451)은 서로 다른 직경을 가지도록 형성될 수 있다. 배플 플레이트(450)의 중앙 영역(CA)에 배치된 배플 홀(451)의 직경의 크기는 배플 플레이트(450)의 가장자리 영역(SA)에 배치된 배플 홀(451)의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 배플 홀(451)은 서로 다른 직경을 가지도록 형성될 수 있다. 배플 플레이트(450)의 중앙 영역(CA)에 배치된 배플 홀(451)의 직경의 크기는 배플 플레이트(450)의 가장자리 영역(SA)에 배치된 배플 홀(451)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.
상기에서는 배플 홀(451)의 직경을 중앙 영역(CA)과 가장자리 영역(SA)에 따라 서로 다르게 형성하였지만, 이와 다르게, 배플 홀(451)의 직경은 모두 동일하게 형성하고, 배플 홀(451)들 사이의 거리를 서로 다르도록 형성할 수 있다. 즉, 배플 홀(451)은 형성 위치 및 홀의 직경을 다양한 범위 내에서 가변시킬 수 있다.
도 2로 돌아가서, 가열부(410)의 개방된 일측면에는 폐쇄부(470)가 배치될 수 있다. 패쇄부(470)는 가열부(410)의 내부에 삽입된 도가니(430)의 측면을 폐쇄하는 역할을 한다. 종래 리니어 타입의 증발원은 도가니와 가열부가 일체로 형성되어 도가니를 별도로 분리시킬 수 없었다. 이와 다르게, 제1 실시예에서는 도가니(430)는 가열부(410)로부터 분리되도록 형성함으로써, 도가니(430)를 별도로 세정할 수 있게 된다.
도 5는 제2 실시예에 따른 증발원을 나타낸 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 증발원(400)은 적어도 일측이 개방된 리니어 타입의 가열부(410)와, 상기 가열부(410)의 일측에 형성된 노즐부(500)와, 상기 가열부(410)의 내측에 삽입되는 도가니(430)와, 상기 도가니(430)의 일측에 배치된 배플 플레이트(450)와 상기 가열부(410)의 측면을 폐쇄하는 폐쇄부(470)를 포함한다. 여기서, 노즐부(500)를 제외한 구성은 제1 실시예에 따른 증발원의 구조와 동일하므로 생략한다.
노즐부(500)는 가열부(410)의 일측에서 돌출되도록 형성될 수 있다. 가열부(410)는 평면상으로 긴 원통형 형상으로 형성될 수 있으며, 노즐부(500)는 평면상으로 긴 원통형 형상의 가열부(410)의 상부에 형성될 수 있다. 노즐부(500)는 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 노즐부(500)는 제1 열을 이루도록 배치되는 제1 노즐부(510)와 제2 열을 이루도록 배치되는 제2 노즐부(530)를 포함할 수 있다.
제1 노즐부(510)와 제2 노즐부(530)는 원통 형상의 가열부의 일면에 형성되기 때문에 일정 사이각을 가지도록 형성될 수 있다. 제1 노즐부(510)와 제2 노즐부(530)는 10 내지 90도로 기울어지도록 배치될 수 있으며, 보다 구체적으로 제1 노즐부(510)와 제2 노즐부(530)는 30 내지 60도로 기울어지도록 배치될 수 있다. 제1 노즐부(510)와 제2 노즐부(530)는 일정 사이각을 가짐으로써, 기판(100)의 표면에 보다 넓게 유기 물질을 분사할 수 있게 된다.
상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
100: 기판 200: 챔버
300: 기판 지지부 400: 증발원
410: 가열부 430: 도가니
450: 배플 플레이트 470: 폐쇄부

Claims (9)

  1. 내부 일정 공간이 형성되어 측면이 개방된 리니어 타입의 가열부;
    상기 가열부의 일측에 형성된 노즐부;
    상기 가열부의 형상과 대응되어 가열부의 내측에 삽입되며 일측에 개방되어 유기 물질이 저장된 도가니;
    상기 도가니의 개방된 면에 배치되는 배플 플레이트; 및
    상기 가열부의 개방된 측면을 폐쇄하는 폐쇄부;
    를 포함하는 증발원.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열부는 내부에 일정 공간이 형성된 원통형 형상으로 형성된 증발원.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐부는 가열부의 표면에 돌출 형성되도록 배치되는 증발원.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐부는 가열부의 표면을 따라 2열로 이격 배치되는 제1 노즐부와 제2 노즐부를 포함하고, 상기 제1 노즐부와 제2 노즐부는 30 내지 60도로 기울어져 배치되는 증발원.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배플 플레이트에는 다수의 배플 홀이 형성되고, 상기 배플 홀은 중앙 영역의 배플 홀의 직경이 가장자리 영역의 배플 홀의 직경보다 크게 형성된 증발원.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 배플 플레이트에는 다수의 배플 홀이 형성되고, 상기 배플 홀은 중앙 영역의 배플 홀의 직경이 가장자리 영역의 배플 홀의 직경보다 작게 형성된 증발원.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 배플 플레이트는 상기 노즐부와 대응되는 위치에 배치되는 증발원.
  8. 챔버;
    상기 챔버 내의 일측에 배치된 기판 지지부;
    상기 기판 지지부와 대향 배치되는 증발원을 포함하고,
    상기 증발원은 내부 일정 공간이 형성되어 측면이 개방된 리니어 타입의 가열부와, 상기 가열부의 일측에 형성된 노즐부와, 상기 가열부의 형상과 대응되어 가열부의 내측에 삽입되며 일측에 개방되어 유기 물질이 저장된 도가니와, 상기 도가니의 개방된 면에 배치되는 배플 플레이트와, 상기 가열부의 개방된 측면을 폐쇄하는 폐쇄부를 포함하는 증착 장치.
  9. 측면이 개방된 원통 형상인 리니어 타입의 가열부;
    상기 가열부의 일측에 형성된 노즐부;
    상기 가열부의 형상과 대응되어 상기 가열부의 내측에 삽입되며, 상부가 개방된 원통 형상으로 형성되어 유기 물질이 저장된 도가니;
    상기 도가니의 개방된 상부에 배치되는 배플 플레이트; 및
    상기 가열부의 개방된 측면을 폐쇄하며, 세정을 위해 상기 도가니를 상기 가열부로부터 분리할 수 있도록, 탈착가능한 폐쇄부;
    를 포함하는 증발원.
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