KR102227547B1 - 박스형 선형 증발원용 도가니 및 선형 증발원 - Google Patents

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Abstract

박스형 선형 증발원이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판의 폭 방향을 따라 선형으로 증착입자를 분사하여 상기 기판에 증착을 수행하는 선형 증발원으로서, 단변(短邊)과 상기 기판의 폭 방향의 장변(長邊)을 갖는 선형의 증발공간과, 상기 증발공간의 하부에 상기 증발공간의 양 단변(短邊) 방향에서 일정 이격 거리(l1)로 내측으로 축소되는 선형의 수용공간을 구비하는 도가니 본체와, 길이 방향을 따라 노즐공이 형성되고, 상기 도가니 본체의 상단에 결합되어 상기 증발공간을 커버하는 노즐 커버를 포함하는 도가니와; 상기 도가니가 삽입되며, 상기 도가니를 가열하는 히터부를 포함하는, 박스형 선형 증발원이 제공된다.

Description

박스형 선형 증발원용 도가니 및 선형 증발원{Box type linear evaporation source}
본 발명은 박스형 선형 증발원에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 증발물질을 효율적으로 사용하기 위해 중앙부에서의 증발물질의 변성과 양단부에서 결정화를 최소화한 박스형 선형 증발원에 관한 것이다.
유기 전계 발광소자(Organic Luminescence Emitting Device: OLED)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하는 스스로 빛을 내는 자발광소자로서, 비발광소자에 빛을 가하기 위한 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량이고 박형의 평판표시장치를 제조할 수 있다. 이러한 유기 전계 발광소자를 이용한 평판표시장치는 응답속도가 빠르며, 시야각이 넓어 차세대 표시장치로서 대두되고 있다.
유기 전계 발광 소자는, 애노드 및 캐소드 전극을 제외한 나머지 구성층인 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등이 유기 박막으로 되어 있고, 이러한 유기 박막은 진공열증착방법으로 기판 상에 증착하게 된다.
진공열증착법은 진공의 챔버 내에 기판을 배치하고, 일정 패턴이 형성된 마스크(mask)를 기판에 정렬시킨 후, 증발원의 도가니를 가열하여 도가니에서 증발되는 증착입자를 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.
최근에는 기판이 대면적화 됨에 따라 대면적 기판에 유기 박막을 균일하게 증착하기 위해 선형 증발원이 사용되고 있다.
선형 증발원을 이용한 증착 방법은 기판의 폭 방향으로 기체 상의 증착입자가 선형으로 분출되는 선형 증발원을 배치하고, 선형 증발원과 기판을 상대적으로 기판의 길이 방향으로 이동시켜 기판의 전면에 걸쳐 증발물질의 증착을 수행하게 된다.
선형 증발원 중에는 직육면체 형상의 박스형 도가니에 증발물질을 충전하고, 도가니 주변을 가열하여 기체 상태의 증착입자를 선형으로 분출되도록 구성한 박스형 선형 증발원이 알려져 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 박스형 선행 증발원의 증발물질 소진 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 박스형 선형 증발원은, 증발물질이 수용되고 상단이 개방된 도가니 본체(110)와 도가니 본체(110) 상단을 커버하며 기체 상태의 증착입자가 분출되는 노즐(112)이 형성된 도가니 커버(114)를 이루어진 도가니(118), 도가니(118)를 가열하는 히터부(미도시) 등으로 구성된다.
히터부에 의해 도가니(118)를 가열하면 도가니(118) 내부에 수용되어 있는 증발물질이 증발되면서 증착입자가 노즐(112)을 통해 기판을 향하여 선형으로 분출된다.
도 2는 종래 기술에 따른 박스형 선형 증발원을 가동시킨 후 남은 증발물질의 상태를 나타낸 사진인데, 도 2에 나타난 바와 같이, 도가니 본체(110)의 양단부에서는 기체 상의 증착입자가 고체 상으로 다시 결정화(120)되고, 중앙부에서는 고온의 가열에 따라 증발물질이 변성(122)됨을 알 수 있다.
박스형 선형 증발원의 경우 증발물질의 가열에 따라 도가니의 양단부 보다는 중앙부가 상대적으로 높은 온도를 나타내는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 양단부에서는 증발이 적게 일어나고 상대적으로 높은 온도의 중앙부에서는 많은 증발이 일어나 도가니 내부의 증발물질은 오목한 상태를 이루게 된다.
증발이 계속 이루어지는 동안 중앙부의 증발물질이 소진되면서 중앙부의 증발물질에 변성(122)이 나타나고 기체 상태의 증착입자는 상대적으로 낮은 도가니의 양단부에 다시 고체 상으로 결정화(120)된다.
박스형 선형 증발원에서 증발물질을 효율적으로 사용하기 위해 중앙부에서의 증발물질의 변성과 양단부에서 결정화를 최소화할 필요가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0087985호(2016.07.25 공개)
본 발명은 증발물질을 효율적으로 사용하기 위해 중앙부에서의 증발물질의 변성과 양단부에서 결정화를 최소화한 박스형 선형 증발원을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판의 폭 방향을 따라 선형으로 증착입자를 분사하여 상기 기판에 증착을 수행하는 선형 증발원으로서, 단변(短邊)과 상기 기판의 폭 방향의 장변(長邊)을 갖는 선형의 증발공간과, 상기 증발공간의 하부에 상기 증발공간의 양 단변(短邊) 방향에서 일정 이격 거리(l1)로 내측으로 축소되는 선형의 수용공간을 구비하는 도가니 본체와, 길이 방향을 따라 노즐공이 형성되고, 상기 도가니 본체의 상단에 결합되어 상기 증발공간을 커버하는 노즐 커버를 포함하는 도가니와; 상기 도가니가 삽입되며, 상기 도가니를 가열하는 히터부를 포함하는, 박스형 선형 증발원이 제공된다.
상기 히터부는, 상기 도가니 본체의 외주를 따라 상기 도가니 본체를 가열하는 본체 히터부와; 상기 노즐 커버의 외주를 따라 상기 노즐 커버를 가열하는 노즐 히터부를 포함할 수 있다.
상기 도가니 본체의 전체 길이를 L이라고 할 때, 상기 이격 거리(l1)는, 0.06L ~ 0.1L일 수 있다.
상기 수용공간의 양 단변(短邊)은 원호(圓弧) 형상으로 형성될 수 있다.
상기 본체 히터부는, 상기 도가니 본체의 중앙부를 제외하고 상기 이격 거리(l1)가 커버되도록 상기 도가니 본체의 양 단부만을 가열하는 본체 단부 가열부를 포함할 수 있다.
상기 도가니 본체의 전체 길이를 L이라고 할 때, 상기 본체 단부 가열부의 형성 거리(l2)는, 0.1L ~ 0.2L일 수 있다.
상기 본체 히터부는, 상기 도가니 본체의 높이 방향으로 상하로 반복된 펄스 형태로 이격 거리(l1)가 커버되도록 상기 도가니 본체 양 단부의 외주를 포위하는 본체 단부 가열선과, 상기 본체 단부 가열선을 연결하는 본체 중앙 가열선을 포함하되, 상기 본체 중앙 가열선은 상기 본체 단부 가열선에서 하향 연장되어 상기 도가니 본체의 하단부에서 하향으로 이격될 수 있다.
상기 히터부는, 상기 도가니가 상단에서 삽입되도록 상단이 개방된 박스 형태의 리플렉터 박스를 더 포함하되, 상기 본체 히터부와 상기 노즐 히터부는, 상기 도가니의 외면과 상기 리플렉터 박스 내면 사이에 개재될 수 있다.
상기 노즐 히터부는, 상기 노즐 커버의 양 단부를 가열하는 노즐 단부 가열부를 포함하며, 상기 노즐 단부 가열부는, 상기 노즐 커버의 높이 방향으로 상하로 반복된 펄스 형태로 상기 노즐 커버단부의 외주를 포위하는 노즐 단부 가열선을 포함할 수 있다.
상기 노즐 커버의 전체 길이를 L이라고 할 때, 상기 노즐 단부 가열부의 형성 거리(l3)는, 0.1L ~ 0.25L일 수 있다.
상기 노즐 커버는, 상기 도가니 본체의 상단에 결합되어 상기 증발공간을 커버하는 노즐 커버 본체와; 상기 노즐 커버 본체의 상단에서 연장되며, 상기 증발공간과 연통되는 관 상의 노즐 팁을 포함하며, 상기 노즐 히터부는, 상기 노즐 단부 가열선을 연결하는 노즐 중앙 가열선을 더 포함하되, 상기 노즐 중앙 가열선은 상기 노즐 팁을 횡방향으로 가로질러 상기 노즐 단부 가열선을 연결할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 박스형 선형 증발원은, 중앙부에서의 증발물질의 변성과 양단부에서 결정화를 최소화하여 증발물질을 효율적으로 사용할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 박스형 선행 증발원의 증발물질 소진 과정을 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 박스형 선형 증발원을 가동시킨 후 남은 증발물질의 상태를 나타낸 사진.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 선형 증발원의 도가니 본체를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 선형 증발원의 도가니 본체를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 선형 증발원의 횡단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 선형 증발원을 도시한 정면도.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 선형 증발원의 히터부의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 선형 증발원의 종단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박스형 선형 증발원을 도시한 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 박스형 선형 증발원의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 선형 증발원의 도가니 본체를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 선형 증발원의 도가니 본체를 도시한 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 선형 증발원의 횡단면도이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 선형 증발원을 도시한 정면도이다. 그리고, 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 선형 증발원의 히터부의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 선형 증발원의 종단면도이다.
도 3 내지 도 7에는, 도가니(10), 도가니 본체(12), 단변(14), 장변(16), 증발공간(18), 수용공간(20), 단턱부(22), 걸림턱(24), 본체 플랜지(26), 노즐 커버(28), 노즐 커버 본체(29), 노즐 팁(30), 커버 플랜지(32), 히터부(33), 노즐 히터부(34), 본체 히터부(36), 본체 단부 가열부(37), 본체 단부 가열선(38), 본체 중앙 가열선(40), 노즐 단부 가열부(41), 노즐 단부 가열선(42), 노즐 중앙 가열선(44)이 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 박스형 선형 증발원은, 기판의 폭 방향을 따라 선형으로 증착입자를 분사하여 기판에 증착을 수행하는 선형 증발원으로서, 단변(14)(短邊)과 기판의 폭 방향의 장변(16)(長邊)을 갖는 선형의 증발공간(18)과, 증발공간(18)의 하부에 증발공간(18)의 양 단변(14)(短邊) 방향에서 일정 이격 거리로 내측으로 축소되는 선형의 수용공간(20)을 구비하는 도가니 본체(12)와, 길이 방향을 따라 노즐공이 형성되고, 도가니 본체(12)의 상단에 결합되어 증발공간(18)을 커버하는 노즐 커버(28)를 포함하는 도가니(10)와; 도가니(10)가 삽입되며, 도가니(10)를 가열하는 히터부(33)를 포함한다.
박스형 선형 증발원에서 선형으로 분출되는 증착입자가 기판의 폭 방향을 따라 배출되도록 기판의 길이 방향에 대해 선형 증발원은 횡방향으로 배치된다.
기판의 폭 방향으로 선형 증발원이 횡방향으로 배치된 상태에서 선형 증발원이나 기판을 기판의 길이 방향을 따라 상대적으로 이동하면 선형으로 분출되는 증착입자가 기판의 전면에 걸쳐 증착된다.
도가니(10)는 증발물질이 수용되는 곳으로서, 박스형의 도가니 본체(12)와, 도가니 본체(12)의 상단을 커버하는 노즐 커버(28)를 포함한다.
도가니 본체(12)는, 단변(14)(短邊)과 기판의 폭 방향의 장변(16)(長邊)을 갖는 선형의 증발공간(18)과, 증발공간(18)의 하부에 증발공간(18)의 양 단변(14)(短邊) 방향에서 일정 이격 거리(l1)로 내측으로 축소되는 선형의 수용공간(20)을 구비한다.
도가니 본체(12)는 단변(短邊)(14)과, 단변(14) 보다 긴 장변(長邊)(16)을 갖는 직사각형 형태로 형성되는데, 단변(14)과 장변(16)은 꼭 직선형이 아니라 곡선형으로 이루어지는 것도 무방하다. 단변(14)에 비해 긴 장변(16)을 구비하여 선형을 이루는 형태를 모두 포함한다.
수용공간(20)에는 고체 상태의 증발물질이 상면이 평탄하게 충전되고, 도가니(10) 외부의 히터부(33)의 가열에 따라 증발물질이 증발되면서 기체 상태의 증착입자가 증발공간(18) 상에 존재하는데, 증발공간(18)의 증착입자는 노즐 커버(28)의 노즐공을 통해 기판을 향하여 선형으로 토출된다.
증발물질이 증발되면서 기체 상태의 증착입자는 증발공간(18) 상에 일시 머물게 되는데, 박스형 선형 증발원에서 도가니(10)의 양단부에서의 온도가 중앙부보다 상대적으로 낮기 때문에 증착 공정이 진행되는 과정에서 증발공간(18) 상의 증착입자가 도가니(10) 양단부에 고체 상의 다시 결정화되면서 도가니 본체(12)의 양단부의 내부에 부착되는 현상이 발생할 수 있다.
또한, 도가니(10)의 가열 과정에서 히터부(33)의 가열에 따라 도가니 본체(12)의 중앙부는 양단부에 비해 상대적으로 높은 온도를 나타나는데, 중앙부에서 증발물질의 증발이 양단부에 비해 상대적으로 빨리 일어나 중앙부에서 증발물질의 소진이 빠르게 일어난다. 증착 공정이 계속됨에 따라 중앙부에서는 히터부(33)의 복사열이 축적되어 증발물질의 변성을 일으킬 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 증발공간(18)의 하부에 증발공간(18)의 양 단변(短邊)(14) 방향에서 일정 이격 거리(l1)로 내측으로 축소되도록 선형의 수용공간(20)을 형성하여 도가니 본체(12)의 양단부에서 결정화를 방지한다.
수용공간(20)을 증발공간(18)에 비해 내측으로 축소시킴으로써 히터부(33)의 가열에 따라 축소된 수용공간(20) 내에서 가열온도의 편차를 줄여 양단부에서의 결정화를 방지하는 것이다. 수용공간(20)을 증발공간(18)에 비해 축소시킴에 따라 증발공간(18)과 수용공간(20)사이에는 단턱부(22)가 형성된다.
도 5를 참조하면, 수용공간(20)의 축소를 위한 증발공간(18)의 양 단변(14) 방향에서 일정 이격 거리(l1)는, 도가니 본체(12)의 전체 길이를 L이라고 할 때, 0.06L 내지 0.1L이 적절하다. 실험에 따르면, 양단부에서 이격 거리(l1)를 0.06L보다 작게 한 경우에는 수용공간(20)이 상대적으로 커져 도가니 본체(12)의 양단부에서 결정화가 여전히 발생하였고, 0.1L보다 크게 한 경우는 수용공간(20)이 상대적으로 작아져서 증발물질의 수용공간(20)이 부족하여 증발물질의 교체 시기가 짧아 졌다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 축소된 수용공간(20)의 양 단변(14)은 원호(圓弧) 형상으로 형성한다. 종래와 같이 양단변(14)과 장변(16)이 만나는 코너부를 뾰족하게 구성하는 경우 코너부에서 결정화를 많이 발생하는 현상이 있어 도 2에 나타난 바와 같이 결정화가 양 단부에서 원호 형태를 이루어짐에 따라 수용공간(20)의 양 단변(14)을 원호 형상으로 형성하여 결정화를 최소화하였다.
노즐 커버(28)에는 길이 방향을 따라 노즐공이 형성되고, 노즐 커버(28)는 도가니 본체(12)의 상단에 결합되어 증발공간(18)을 커버한다. 노즐공은 증발공간(18)의 증착입자가 기판을 향하여 토출되는 것으로서, 선형의 긴 장공 형태이거나 본 실시예와 같이 다수의 노즐 팁(30)을 부착하여 노즐공을 형성할 수 있다.
본 실시예에 따른 노즐 커버(28)는, 도가니 본체(12)의 상단에 결합되어 증발공간(18)을 커버하는 노즐 커버 본체(29)와, 노즐 커버 본체(29)의 상단에서 연장되며, 증발공간(18)과 연통되는 관 상의 노즐 팁(30)을 포함한다. 노즐 커버 본체(29)는 도가니 본체(12)의 상단에 상응하여 긴 판 형태로 제작될 수 있고 단부를 따라 커버 플랜지(32)를 두어 도가니 본체(12)의 본체 플랜지(26)를 겹친 상태에서 체결부재 등으로 체결하여 노즐 커버(28)를 도가니 본체(12)에 결합할 수 있다. 노즐 팁(30)은 관 상의 형태로서 내경을 크기를 달리하여 교체 가능하게 노즐 커버 본체(29)에 결합될 수 있다.
도 5를 참조하면, 도가니 본체(12)의 증발공간(18)에 걸림턱(24)이 도가니 본체(12)의 내주를 따라 형성되는데, 판 상의 베플 플레이트(미도시)가 걸림턱(24)에 횡방향으로 걸쳐져 배치될 수 있다. 배플 플레이트는 히터부(33)의 가열에 따른 증착입자의 증발 과정에서 증발물질이 작은 덩어리 형태 외부로 튀어 도가니(10)의 입구나 기판 상에 증착되는 것을 방지한다.
히터부(33)는, 도가니(10)가 삽입되며, 도가니(10)를 가열한다. 히터부(33)는 도가니(10)의 전체 높이에 걸쳐 배치되거나, 도 8에 도시된 바와 같이, 도가니 본체(12)와 노즐 커버(28)에 각각 대응하여 본체 히터부(36)와 노즐 히터부(34)로 나누어 배치될 수 있다. 본체 히터부(36)는, 도가니 본체(12)를 감싸도록 설치되어 도가니 본체(12)에 열을 가하고, 노즐 히터부(34)는 노즐 커버(28)의 외주를 따라 설치되어 노즐 커버(28)를 가열한다.
박스형 선형 증발원에서는 도가니(10)의 중앙부와 양단부의 열을 고르게 유지할 필요가 있는데, 본 실시예에서는 도가니 본체(12)의 중앙부에서는 열을 가하지 않고 양단부에서만 열을 가하여 도가니 본체(12)의 전체 길이에서 가열온도가 균일하게 유지되도록 하였다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 본체 히터부(36)는, 도가니 본체(12)의 중앙부를 제외하고 이격 거리(l1)가 커버되도록 도가니 본체(12)의 양 단부만을 가열하는 본체 단부 가열부(37)를 포함한다.
도 7를 참조하면, 축소된 수용공간(20)의 중앙부를 제외하고 양단부만을 가열하도록 본체 단부 가열부(37)를 배치한다. 도 7에서는 본체 중앙 가열선(40)을 도가니 본체(12) 하단으로 이격시켜 복사열의 공급을 방지하도록 구성하였다.
본체 단부 가열부(37)는 상술한 수용공간(20)을 축소하도록 이격시킨 이격 거리(l1)가 커버되도록 설치된다. 보다 자세하게는, 도가니 본체(12)의 전체 길이를 L이라고 할 때, 본체 단부 가열부(37)의 형성 거리(l2)는, 0.1L 내지 0.2L로 형성한다. 실험에 따르면, 본체 단부 가열부(37)의 형성 거리(l2)를 도가니 본체(12)의 양단부에서 0.1L보다 작게 형성하는 경우 히터부(33)에서 적절한 복사열이 공급되지 않아 증발물질의 증발이 원활히 할 수 없고, 0.2L보다 크게 형성한 경우에는 여전히 도가니 본체(12)의 중앙부에 복사열이 누적되어 도가니(10) 전체 길이에 대해 균일한 온도 유지가 어렵다.
보다 구체적으로 본체 히터부(36)는 가열선 형태로 설치되는데, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 본체 히터부(36)는, 도가니 본체(12)의 높이 방향으로 상하로 반복된 펄스 형태로 이격 거리(l1)가 커버되도록 도가니 본체(12) 단부의 외주를 포위하는 본체 단부 가열선(38)과, 본체 단부 가열선(38)을 연결하는 본체 중앙 가열선(40)을 포함한다. 여기서, 본체 단부 가열선(38)은 본체 단부 가열부(37)에 대응된다.
본체 중앙 가열선(40)은 본체 단부 가열선(38)에서 하향 연장되어 도가니 본체(12)의 하단부에서 하향으로 이격되도록 구성한다. 하나의 전원 공급으로 본체 히터부(36)를 작동시키기 위해, 본체 단부 가열선(38)과 본체 중앙 가열선(40)은 서로 연결되는데, 도가니 본체(12)의 중앙부에서 복사열의 공급을 차단하기 위해 본체 중앙 가열선(40)을 도가니 본체(12)의 하단에서 이격되도록 하향 연장시켜 도가니 본체(12) 중앙부로의 복사열의 공급을 차단하는 것이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 노즐 히터부(34)는 도가니(10) 전체 길이(L)에 걸쳐 일정한 형태로 권선된 형태를 보여주고 있으나, 도 9에 도시된 바와 같이, 도가니(10) 전체 길이(L)에서 단부와 중앙부에서 가열선이 배열형태를 달리할 수 있다.
도 8은 본 실시예에 따른 박스형 선형 증발원의 종단면도를 도시한 것으로서, 본 실시예에 따른 히터부(33)는 도가니(10)가 상단에서 삽입되도록 상단이 개방된 박스 형태의 리플렉터 박스를 포함할 수 있는데, 상술한 본체 히터부(36)와 노즐 히터부(34)는, 도가니(10)의 외면과 리플렉터 박스 내면 사이에 개재된다.
리플렉터는 본체 히터부(36)와 노즐 히터부(34)를 감싸도록 설치되며, 본체 히터부(36)와 노즐 히터부(34)에서 발생한 복사열이 도가니(10)를 향하도록 반사시킨다. 본체 히터부(36)와 노즐 히터부(34)에서 방출되는 복사열을 도가니(10) 측으로 다시 반사되도록 하여 복사열 에너지의 낭비를 최소화할 수 있으며, 복사열 에너지가 도가니(10)를 향해 집중적으로 방출됨으로써 도가니(10) 내의 증발물질의 증발 작용을 보다 촉진할 수 있다.
하우징은 리플렉터를 감싸도록 설치되어 내부에 배치되는 도가니(10), 히터부(33), 리플렉터 등을 보호한다. 도가니(10)는 하우징에 대해 탈착이 가능하여 증발물질이 소진된 경우 도가니(10)를 하우징으로부터 인출하여 증발물질을 교체하거나 충전하여 도가니(10)를 하우징으로 다시 결착할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박스형 선형 증발원을 도시한 도면이다.
도 9에는, 도가니 본체(12), 본체 플랜지(26), 노즐 커버(28), 노즐 커버 본체(29), 노즐 팁(30), 커버 플랜지(32), 본체 단부 가열선(38), 노즐 단부 가열부(41), 노즐 단부 가열선(42), 노즐 중앙 가열선(44)이 도시되어 있다.
본 실시예는 노즐 히터부의 구성을 상기 일 실시예와 달리 구성한 형태이다. 노즐 히터부는 노즐 커버(28)의 양 단부를 가열하는 노즐 단부 가열부(41)를 포함한다. 노즐 단부 가열부(41)은 상기 본체 단부 가열부(37)과 대응되는 구성으로 노즐 커버(28)의 양 단부를 포위하여 가열한다.
도 9를 참조하면, 노즐 단부 가열부(41)는 가열선 형태로 설치될 수 있는데, 본 실시예에 따른 노즐 단부 가열부(41)는, 노즐 커버(28)의 높이 방향으로 상하로 반복된 펄스 형태로 노즐 커버(28) 양단부의 외주를 포위하는 노즐 단부 가열선(42)을 포함한다.
도가니 본체(12)의 전체 길이를 L이라고 할 때, 노즐 단부 가열부(41)의 형성 거리(l3)는, 0.1L 내지 0.25L로 형성한다. 실험에 따르면, 본체 단부 가열부(37)의 형성 거리(l3)를 도가니 본체(12)의 양단부에서 0.1L보다 작게 형성하는 경우 히터부(33)에서 적절한 복사열이 노즐 커버(28)에 공급되지 않아 노즐 커버(28)에 기생 증착이 발생하였고, 0.25L보다 크게 형성한 경우에는 여전히 도가니 본체(12)의 중앙부에 복사열이 누적되어 도가니(10) 전체 길이에 대해 균일한 온도 유지가 어려웠다.
한편, 노즐 커버(28)의 양단부의 노즐 단부 가열선(42)을 연결하는 노즐 중앙 가열선(44)을 포함할 수 있는데, 하나의 전원 공급으로 노즐 단부 가열선(42)과 노즐 중앙 가열선(44)이 작동시킬 수 있다. 다만, 이 경우 노즐 중앙 가열선(44)은 노즐 팁(30)을 횡방향으로 가로질러 노즐 단부 가열선(42)을 연결하도록 구성한다. 노즐 커버 본체(29)에서 상향으로 연장된 노즐 팁(30)은 상대적으로 노즐 커버 본체(29)에 비해 온도가 낮아 증착입자가 노즐 팁(30)에 기생증착되어 노즐 팁(30)이 막힐 우려가 있는데, 노즐 중앙 가열선(44)을 노즐 팁(30)의 횡방향으로 가로질러 배치함으로써 열을 노즐 팁(30)으로 공급하여 기생증착을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
10: 도가니 12: 도가니 본체
14: 단변 16: 장변
18: 증발공간 20: 수용공간
22: 단턱부 24: 걸림턱
26: 본체 플랜지 28: 노즐 커버
29: 노즐 커버 본체 30: 노즐 팁
32: 커버 플랜지 33: 히터부
34: 노즐 히터부 36: 본체 히터부
37: 본체 단부 가열부 38: 본체 단부 가열선
40: 본체 중앙 가열선 41: 노즐 단부 가열부
42: 노즐 단부 가열선 44: 노즐 중앙 가열선

Claims (11)

  1. 기판의 폭 방향을 따라 선형으로 증착입자를 분사하여 상기 기판에 증착을 수행하는 선형 증발원으로서,
    단변(短邊)과 상기 기판의 폭 방향의 장변(長邊)을 갖는 선형의 증발공간과, 상기 증발공간의 하부에 중앙부와 양단부의 가열온도의 편차가 작아지도록 상기 증발공간의 양 단변(短邊) 방향에서 일정 이격 거리(l1)로 내측으로 축소되는 선형의 수용공간을 구비하는 도가니 본체와, 길이 방향을 따라 노즐공이 형성되고, 상기 도가니 본체의 상단에 결합되어 상기 증발공간을 커버하는 노즐 커버를 포함하는 도가니와;
    상기 도가니가 삽입되며, 상기 도가니를 가열하는 히터부를 포함하며,
    상기 수용공간의 양 단변(短邊)은 원호(圓弧) 형상으로 형성되고,
    상기 도가니 본체의 전체 길이를 L이라고 할 때,
    상기 이격 거리(l1)는,
    0.06L ~ 0.1L인 것을 특징으로 하는, 박스형 선형 증발원.
  2. 제1항 있어서,
    상기 히터부는,
    상기 도가니 본체의 외주를 따라 상기 도가니 본체를 가열하는 본체 히터부와;
    상기 노즐 커버의 외주를 따라 상기 노즐 커버를 가열하는 노즐 히터부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 박스형 선형 증발원.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 본체 히터부는,
    상기 도가니 본체의 중앙부를 제외하고 상기 이격 거리(l1)가 커버되도록 상기 도가니 본체의 양 단부만을 가열하는 본체 단부 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 박스형 선형 증발원.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도가니 본체의 전체 길이를 L이라고 할 때,
    상기 본체 단부 가열부의 형성 거리(l2)는,
    0.1L ~ 0.2L 인 것을 특징으로 하는, 박스형 선형 증발원.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 본체 히터부는,
    상기 도가니 본체의 높이 방향으로 상하로 반복된 펄스 형태로 이격 거리(l1)가 커버되도록 상기 도가니 본체 양 단부의 외주를 포위하는 본체 단부 가열선과, 상기 본체 단부 가열선을 연결하는 본체 중앙 가열선을 포함하되,
    상기 본체 중앙 가열선은 상기 본체 단부 가열선에서 하향 연장되어 상기 도가니 본체의 하단부에서 하향으로 이격되는 것을 특징으로 하는, 박스형 선형 증발원.
  8. 제2항 있어서,
    상기 히터부는,
    상기 도가니가 상단에서 삽입되도록 상단이 개방된 박스 형태의 리플렉터 박스를 더 포함하되,
    상기 본체 히터부와 상기 노즐 히터부는,
    상기 도가니의 외면과 상기 리플렉터 박스 내면 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는, 박스형 선형 증발원.
  9. 제2항 있어서,
    상기 노즐 히터부는,
    상기 노즐 커버의 양 단부를 가열하는 노즐 단부 가열부를 포함하며,
    상기 노즐 단부 가열부는,
    상기 노즐 커버의 높이 방향으로 상하로 반복된 펄스 형태로 상기 노즐 커버단부의 외주를 포위하는 노즐 단부 가열선을 포함하는 것을 특징으로 하는, 박스형 선형 증발원.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 노즐 커버의 전체 길이를 L이라고 할 때,
    상기 노즐 단부 가열부의 형성 거리(l3)는,
    0.1L ~ 0.25L 인 것을 특징으로 하는, 박스형 선형 증발원.
  11. 제9항 있어서,
    상기 노즐 커버는,
    상기 도가니 본체의 상단에 결합되어 상기 증발공간을 커버하는 노즐 커버 본체와;
    상기 노즐 커버 본체의 상단에서 연장되며, 상기 증발공간과 연통되는 관 상의 노즐 팁을 포함하며,
    상기 노즐 히터부는,
    상기 노즐 단부 가열선을 연결하는 노즐 중앙 가열선을 더 포함하되,
    상기 노즐 중앙 가열선은 상기 노즐 팁을 횡방향으로 가로질러 상기 노즐 단부 가열선을 연결하는 것을 특징으로 하는, 박스형 선형 증발원.
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