KR102528282B1 - 증발원 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 증발원은, 유기물질이 충진된 내부공간을 가지며, 상면에 상하 방향으로 분출구가 관통 형성되고, 가열에 의해 상기 유기물질이 증발되어 형성된 증착입자가 상기 분출구를 통해 분출되는 도가니부; 그리고 기판의 하부에 배치되며, 상기 내부공간과 연통되어 상기 내부공간의 증착입자가 분출되는 분출공간을 가지고, 상기 기판을 향해 상기 증착입자가 분사되도록 상면에 상하방향으로 분사구가 관통 형성된 커버부:를 포함하되, 상기 커버부는, 외부와 연통되어 상기 증착입자가 배기 가능한 통로를 가진다.

Description

증발원{Evaporating source}

본 발명은 증발원에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증발원을 이용한 증착 과정에서 유기물질이 기판의 올바르지 않은 위치에 증착되어 발생하는 혼색(color mixing) 현상을 방지할 수 있고, 증발원 주변 기구물(방착판, 캡 등)에 물질 쌓임을 최소화할 수 있으며, 유기물질의 이용 효율을 높일 수 있는 증발원에 관한 것이다.

일반적으로, 진공 가열 증착 기술은 반도체 및 디스플레이에서 박막을 제작하는데 사용되는 기술로 진공의 챔버 내에 재료 물질이 담긴 도가니와 상기 도가니를 가열할 수 있는 가열체를 설치하고 그 상부에는 기판을 설치한 후, 도가니를 가열함으로써 재료 물질이 진공 내에서 증발하여 기판에 코팅이 되도록 하는 기술이다.

이러한 진공 가열 증착 방식은 실험실의 소규모 순수 박막 제작에 주로 사용되어 왔지만 최근에 각광을 받고 있는 평판 디스플레이 소자인 OLED의 유기 박막 및 금속 박막 제작에 많이 사용되면서 그 산업적인 활용도가 급속도로 확대되었다.

점 증발원은 가까운 기판 부분은 두껍게 박막이 형성되고 먼 기판 부분은 얇게 형성되어 박막이 균일하게 만들어지지 못하기 때문에, 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.

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.

도 1은 종래 기술에 따른 선형 증발원의 증착과정을 설명하기 위한 도면이다. 증발원(1)은, 유기물질(4)이 수용되고 상단이 개방된 내부공간을 가지며 기체 상태의 유기물질이 분출되는 노즐(5)이 형성된 도가니(3), 도가니(3)를 가열하는 히터(미도시) 등으로 구성된다.

히터에 의해 도가니(3)를 가열하면 도가니(3) 내부에 수용되어 있는 유기물질이 증발되면서 증착입자가 노즐(5)을 통해 기판(2)을 향하여 분출된다. 증발원(3)에서 분출되는 증착입자는 일정 패턴이 형성된 마스크(M)를 통과하여 기판(2) 상에 증착되는데, 이때, 마스크(M)와 기판(2)과의 간격으로 인해 증착 입자(4)가 기판에 일정 각도를 가지고 증착되면 증착입자(4)가 기판(2)의 미리 정해진 위치와 다른 위치에 증착됨으로써 혼색(color mixing) 현상이 발생되는 문제점이 있다.

그리고, 증착입자(4)가 주변의 기구물(방착판, 캠등)에 쌓여 노즐(5)을 막을 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 증착입자(4)가 기판(2)과 다른 방향으로 분출되어 유기물질(4)이 낭비되는 문제점이 있다.

대한민국공개특허공보 제10-2017-0049008호(2017.05.10.) 대한민국공개특허공보 제10-2018-0097884호(2018.09.03.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 증발원을 이용한 증착 과정에서 유기물질이 기판의 올바르지 않은 위치에 증착되어 발생하는 혼색(color mixing) 현상을 방지할 수 있는 증발원을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 증발원을 이용한 증착 과정에서 유기물질이 주변의 기구물(방착판, 캡 등)에 쌓이는 것을 방지할 수 있는 증발원을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 증발원을 이용한 증착 과정에서 유기물질의 낭비를 방지할 수 있는 증발원을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 증발원은, 유기물질이 충진된 내부공간을 가지며, 상면에 상하 방향으로 분출구가 관통 형성되고, 가열에 의해 상기 유기물질이 증발되어 형성된 증착입자가 상기 분출구를 통해 분출되는 도가니부; 그리고 기판의 하부에 배치되며, 상기 내부공간과 연통되어 상기 내부공간의 증착입자가 분출되는 분출공간을 가지고, 상기 기판을 향해 상기 증착입자가 분사되도록 상면에 상하방향으로 분사구가 관통 형성된 커버부:를 포함하되, 상기 커버부는, 외부와 연통되어 상기 증착입자가 배기 가능한 통로를 가진다.

그리고, 상기 커버부는, 상기 도가니부의 상부에 결합되어 상기 분출공간을 형성할 수 있다.

아울러, 상기 통로는, 상기 커버부의 측면이 좌우 방향으로 관통 형성된 유도노즐구를 가질 수 있다.

또한, 상기 도가니부 및 상기 커버부는, 원통형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 유도노즐구는, 상기 커버부의 일측면에 형성된 적어도 하나 이상의 제1유도노즐구와, 상기 커버부의 중심에 대해 상기 제1유도노즐구와 서로 대칭되도록 상기 도가니의 타측면에 형성된 적어도 하나 이상의 제2유도노즐구를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 분출구 및 상기 분사구는 상기 도가니부의 중앙에 배치되며, 상기 분사구의 지름이 상기 분출구의 지름보다 큰 것이 바람직하다

그리고, 상기 도가니부 및 상기 커버부는, 직육면체 형상을 가질 수 있다.

여기서, 상기 유도노즐구는, 상기 커버부의 일측면에 형성된 복수의 제1유도노즐구와, 상기 제1유도노즐구와 서로 대향되도록 상기 도가니의 타측면에 형성된 복수의 제2유도노즐구를 포함한다.

이때, 상기 분출구 및 상기 분사구는, 복수 개로 상기 도가니부의 길이 "?향?* 따라 배치될 수 있다.

또한, 상기 분출구 및 상기 분사구는, 상기 도가니부의 폭의 중앙에 배치되고, 상기 분사구의 지름이 상기 분출구의 지름보다 큰 것이 바람직하다.

상기 도가니부는, 상기 분출구에 결합되는 관형의 분출노즐팁을 더 구비할 수 있다.

상기 커버부는, 상기 분사구에 결합되는 관형의 분사노즐팁을 더 구비할 수 있다.

이때, 상기 분출노즐팁 및 상기 분사노즐팁은, 상부로 갈수록 수평 단면적이 커지는 형상인 것이 바람직하다

여기서, 상기 유도노즐구는, 상기 분사구의 하단보다 낮고, 상기 분출노즐팁의 상단보다 높게 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 도가니부는, 상기 커버부의 하부가 개방된 내부공간에 배치되어 상기 분출공간을 형성할 수 있다.

이때, 상기 통로는, 상기 커버부의 내측면과 상기 도가니부의 외측면 사이에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 도가니부 및 상기 커버부는, 원통형상을 가질 수 있다.

여기서, 상기 분출구 및 상기 분사구는 상기 도가니부의 중앙에 배치되며, 상기 분사구의 지름이 상기 분출구의 지름보다 큰 것이 바람직하다.

아울러, 상기 도가니부 및 상기 커버부는, 직육면체 형상을 가질 수 있다.

이때, 상기 분출구 및 상기 분사구는, 복수 개로 상기 도가니부의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다.

또한, 상기 분출구 및 상기 분사구는, 상기 도가니부의 폭의 중앙에 배치되고, 상기 분사구의 지름이 상기 분출구의 지름보다 큰 것이 바람직하다,

또한, 상기 도가니부는, 상기 분출구에 결합되는 관형의 분출노즐팁을 더 구비할 수 있다.

상기 커버부는, 상기 분사구에 결합되는 관형의 분사노즐팁을 더 구비할 수 있다.

상기 분출노즐팁 및 상기 분사노즐팁은, 상부로 갈수록 수평 단면적이 커지는 형상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 증발원은, 상기 통로를 통해 배기되는 증착입자가 포집될 수 있는 포집공간을 가지는 포집부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 증발원은, 상기 도가니부의 외주면에 설치되어 상기 도가니부에 열을 공급 가능한 히터부; 그리고 상기 히터부를 감싸도록 설치되는 하우징;을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 증발원은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 증발원을 이용한 증착 과정에서 유기물질이 기판의 올바르지 않은 위치에 증착되어 발생하는 혼색(color mixing) 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 증발원을 이용한 증착 과정에서 증발원 주변 기구물(방착판, 캡 등)에 물질 쌓임을 최소화하여 클로깅 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 증발원을 이용한 증착 과정에서 기판과 다른 방향으로 분출되는 유기물질을 재활용함으로써 유기물질의 이용 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

넷째, 점 증발원 뿐만 아니라 선형 증발원의 형태로 사용될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 증발원의 증착과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 점 증발원을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 점 증발원의 증착과정을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 선형 증발원을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 선형 증발원의 증착과정을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 4의 선형 증발원의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 점 증발원을 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7의 점 증발원의 증착과정을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 선형 증발원을 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 선형 증발원의 증착과정을 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 9의 선형 증발원의 측단면도이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예, 제2실시예, 제3실시예 및 제4실시예의 도가니부의 분출구 및 커버부의 분사구의 형상을 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 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 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

설명에 앞서, 유기 발광 소자(OLED: Organic Light Emitting Device)의 유기막은 유기 물질을 진공 중에서 증발시켜 생성되는 증착입자로 유기막을 형성하는 방법을 이용하여 형성된다. 따라서 이러한 유기 물질로 이루어지는 박막을 형성하는 경우에는 박막 형상의 개구부를 가지는 쉐도우 마스크 패턴(M)을 기판(2)의 앞에 정렬한 다음, 증발되는 유기물 분자를 기판 측으로 분사함으로써 박막을 형성하게 된다. 이에, 기판(2) 상에는 쉐도우 마스크 패턴에 의한 소정 패턴박막이 형성되는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 증발원의 증착과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 점 증발원을 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 점 증발원의 증착과정을 나타내는 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 선형 증발원을 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 선형 증발원의 증착과정을 나타내는 단면도이며, 도 6은 도 4의 선형 증발원의 측단면도이다. 도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 증발원(10,20)은 기판(2)의 하부에 배치되어 기판(2)의 폭 방향을 따라 증착입자(6)를 분사함으로써 기판(2)에 유기막을 형성하는 증착과정을 수행하기 위한 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 의한 증발원(10)을 설명한다. 도 2 및 도 3 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 증발원(10)은 기판(2)의 하부에 설치되어 기판(2)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 증발원(10)은 기판(2)의 폭에 상응하여 일정 거리 이격되어 배치된 상태로 진공챔버(미도시) 내부에 배치될 수 있으며, 도가니부(11) 및 커버부(13)를 포함한다.

도가니부(11)는 원통형으로 유기물질(4)이 충진되는 내부공간(A)을 가진다. 도가니부(11)에 충전된 유기물질(4)은 가열에 의해 증발된 유기물질(4)인 증발입자(6) 형태로 커버부(13)의 분출공간(A)으로 분출된다. 도가니부(11)는 상면의 중심이 상하방향으로 관통되어 분출구(11a)가 형성된다. 분출구(11a)에는 관 형의 분출노즐팁(14)이 결합된다. 분출노즐팁(14)의 내부홀은, 도 12에서와 같이, 원통형으로 상부로 갈수록 단면적이 증가하는 형상일 수 있다.

커버부(13)는 기판(2)의 하부에 배치되며, 도가니부(11)의 상부에 결합되어 분출공간(B)을 형성한다. 커버부(13)의 분출공간(B)은 분출구(11a) 및 분출노즐팁(14)을 통해 도가니부(11)의 내부공간(A)과 연통된다. 커버부(13)에는 분출공간(B)의 증착입자(6)가 기판(2)을 향해 분사되도록 상면에 상하방향으로 분사구(13a)가 관통 형성된다. 이때, 분사구(13a)의 지름이 분출구(11a)의 지름보다 큰 것이 바람직하다.

분사구(13a)에는 관 형의 분사노즐팁(12)이 결합되어 증착입자(6)가 분사되는 방향이 경계라인(7) 내부로 이루어지도록 돕는다. 경계라인(7)이 수직선과 이루는 각도는 25°~ 35°인 것이 바람직하다. 분사노즐팁(12)의 내부홀은, 도 12에서와 같이, 원통형으로 상부로 갈수록 단면적이 증가하는 형상일 수 있다.

커버부(13)는 분출공간(A)의 증착입자(6)들 사이의 충돌을 완화할 수 있도록 증착입자(6)가 외부로 배기 될 수 있는 통로(미도시)를 가진다. 예를 들면, 상기 통로는 커버부(13)의 측면이 좌우방향으로 관통 형성된 유도노즐구(17a)가 될 있다. 유도노즐구(17a)에는 관 형의 유도노즐관(15)이 결합되어 배기 되는 증착입자(6)의 경로는 안내할 수 있다. 구체적으로, 커버부(13)의 좌측면에 제1유도노즐구(15a)가 관통 형성되며, 제1유도노즐구(56a)와 커버부(13)의 중심에 대해 서로 대칭되도록 제2유도노즐구(16a)가 커버부(13)의 우측면에 관통 형성된다. 유도노즐구(17a)는 분사구(13a)의 하단보다 낮게 배치되고, 분출노즐팁(14)의 상단보다 높게 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 분출구(11a)에서 분출되는 증착입자(6)가 분사구(13a) 주위에 충돌하지 않도록 분사구(13a)의 지름은 분출구(11a)의 지름보다 큰 것이 바람직하다. 분출노즐팁(14) 및 분사노즐팁(12)의 내부 단면은, 도 12에서와 같이, 깔대기 형상을 가질 수 있으며, 이때, 이때 분사노즐팁(12)의 양측단 사이의 내부각도가 분출노즐팁(14)의 양측단 사이의 내부각도보다 큰 것이 바람직하다.

증발원(10)에서 분출되는 증착입자(6)가 기판(2)의 폭 방향을 따라 배출되도록 기판(2)의 길이 방향에 대해 증발원(10)은 횡방향으로 배치된다. 기판(2)의 폭 방향으로 증발원(10)이 횡방향으로 배치된 상태에서 증발원(10)이나 기판(2)을 기판(2)의 길이 방향을 따라 상대적으로 이동하면 분출되는 증착입자(6)가 기판(2)의 전면에 걸쳐 증착된다.

도가니부(11)에는 상부가 개구되는 내부공간(B)이 형성되며, 도가니(11)의 내부공간(B)에는 유기물질(4)이 충전된다. 도가니부(11)의 외주에 있는 히터(미도시)에 의해 도가니부(11)가 가열되면, 유기물질(4)이 증발되면서 형성되는 증착입자(6)가 분출노즐팁(14)을 통해 분출공간(A)으로 분출된다. 이렇게 분출공간(A)으로 분출되는 증착입자(6)는 분사노즐팁(12)을 통해 커버부(13)의 상단으로 분출된다.

이때, 분출공간(A)의 증착입자(6)의 일부가 유도노즐관(15)을 통해 외부로 배출되면서 분출공간(A)의 내부압력은 낮아지게 된다. 즉, 분사노즐팁(12)을 통해 분출공간(A)의 내부압력을 조절함으로써 증착입자(6)가 분사되는 분사각도를 조절할 수 있게 된다. 이를 통해 증착입자(6)가 기판(2)의 올바르지 않은 위치에 증착되어 발생하는 혼색(color mixing) 현상을 방지할 수 있게 된다. 또한, 증착입자(6)들 간의 충돌으로 생길 수 있는 분출노즐팁(14) 막힘(cap clogging) 등을 미연에 방지할 수 잇게 된다.

본 발명의 제1실시예에 의한 증발원(10)은 유도노즐관(15)에 연결되어 유도노즐관(15)으로부터 배출되는 증착입자(6)를 포집할 수 있는 포집부(50)를 더 포함할 수 있다. 포집부(50)에 포집된 증착입자(6)를 가공하여 유기물질(4)로 재활용함으로써 유기물질(4)이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 제2실시예에 의한 증발원(20)은 도가니부(11)의 상면에 길이방향으로 복수의 분출구(11a) 및 분출노즐팁(14)이 이격 형성되며, 복수의 유도 노즐구(17a) 및 유도 노즐관(17)이 이격 설치된다. 또한, 커버부(13)에는 복수의 분사구(13a) 및 분사노즐팁(12)이 형성된다. 이하, 제1실시예와 동일한 부호의 구성요소에 대해서는 동일한 기능을 수행하므로 이에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 점 증발원을 나타낸 사시도이며, 도 8은 도 7의 점 증발원의 증착과정을 나타내는 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 선형 증발원을 나타낸 사시도이며, 도 10은 도 9의 선형 증발원의 증착과정을 나타내는 단면도이고, 도 11은 도 9의 선형 증발원의 측단면도이며, 도 12는 본 발명의 제1실시예, 제2실시예, 제3실시예 및 제4실시예의 도가니부의 분출구 및 커버부의 분사구의 형상을 나타낸 도면이다. 도 7 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 증발원(30,40)은 기판(2)의 하부에 배치되어 기판(2)의 폭 방향을 따라 증착입자(6)를 분사함으로써 기판(2)에 유기막을 형성하는 증착과정을 수행하기 위한 것이다.

도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 의한 증발원(30)을 설명한다. 도 7 및 도 8 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 의한 증발원(30)은 기판(2)의 하부에 설치되어 기판(2)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 증발원(30)은 기판(2)의 폭에 상응하여 일정 거리 이격되어 배치된 상태로 진공챔버(미도시) 내부에 배치될 수 있으며, 도가니부(11) 및 커버부(13)를 포함한다.

도가니부(11)는 원통형으로 유기물질(4)이 충진되는 내부공간(D)을 가진다. 도가니부(11)에 충전된 유기물질(4)은 가열에 의해 증발된 유기물질(4)인 증발입자(6) 형태로 커버부(13)의 분출공간(C)으로 분출된다. 도가니부(11)는 상면의 중심이 상하방향으로 관통되어 분출구(11a)가 형성된다. 분출구(11a)에는 관 형의 분출노즐팁(14)이 결합된다. 분출노즐팁(14)의 내부홀은, 도 12에서와 같이, 원통형으로 상부로 갈수록 단면적이 증가하는 형상일 수 있다.

커버부(13)는 기판(2)의 하부에 배치되며, 하부가 개방된 내부공간(미도시)을 가진다. 커버부(13)의 내부공간에 도가니부(11)가 설치되어 도가니부(11)와 함께 도가니부(11)의 상부에 분출공간(C)을 형성한다. 커버부(13)의 분출공간(C)은 분출구(11a) 및 분출노즐팁(14)을 통해 도가니부(11)의 내부공간(D)과 연통된다. 커버부(13)에는 분출공간(C)의 증착입자(6)가 기판(2)을 향해 분사되도록 상면에 상하방향으로 분사구(13a)가 관통 형성된다. 이때, 분사구(13a)의 지름이 분출구(11a)의 지름보다 큰 것이 바람직하다.

분사구(13a)에는 관 형의 분사노즐팁(12)이 결합되어 증착입자(6)가 분사되는 방향이 경계라인(7) 내부로 이루어지도록 돕는다. 경계라인(7)이 수직선과 이루는 각도는 25°~ 35°인 것이 바람직하다. 분사노즐팁(12)의 내부홀은, 도 12에서와 같이, 원통형으로 상부로 갈수록 단면적이 증가하는 형상일 수 있다.

커버부(13)는 분출공간(C)의 증착입자(6)들 사이의 충돌을 완화할 수 있도록 증착입자(6)가 외부로 배기 될 수 있는 통로(미도시)를 가진다. 예를 들면, 상기 통로(미도시)는 커버부(13)의 내측면과 도가니부(11)의 외측면 사이의 공간에 형성된다. 커버부(13)는 하부가 개방된 상태이므로 상기 통로는 증착입자(6)가 외부로 배기될 수 있도록 안내한다.

또한, 분출구(11a)에서 분출되는 증착입자(6)가 분사구(13a) 주위에 충돌하지 않도록 분사구(13a)의 지름은 분출구(11a)의 지름보다 큰 것이 바람직하다. 분출노즐팁(14) 및 분사노즐팁(12)의 내부 단면은, 도 12에서와 같이, 깔대기 형상을 가질 수 있으며, 이때, 이때 분사노즐팁(12)의 양측단 사이의 내부각도가 분출노즐팁(14)의 양측단 사이의 내부각도보다 큰 것이 바람직하다.

증발원(10)에서 분출되는 증착입자(6)가 기판(2)의 폭 방향을 따라 배출되도록 기판(2)의 길이 방향에 대해 증발원(10)은 횡방향으로 배치된다. 기판(2)의 폭 방향으로 증발원(10)이 횡방향으로 배치된 상태에서 증발원(10)이나 기판(2)을 기판(2)의 길이 방향을 따라 상대적으로 이동하면 분출되는 증착입자(6)가 기판(2)의 전면에 걸쳐 증착된다.

도가니부(11)에는 상부가 개구되는 내부공간(D)이 형성되며, 도가니(11)의 내부공간(B)에는 유기물질(4)이 충전된다. 도가니부(11)의 외주에 있는 히터(미도시)에 의해 도가니부(11)가 가열되면, 유기물질(4)이 증발되면서 형성되는 증착입자(6)가 분출노즐팁(14)을 통해 분출공간(C)으로 분출된다. 이렇게 분출공간(C)으로 분출되는 증착입자(6)는 분사노즐팁(12)을 통해 커버부(13)의 상단으로 분출된다.

이때, 분출공간(C)의 증착입자(6)의 일부가 통로(미도시)를 통해 커버부(13)의 개방된 하부로 배출되면서 분출공간(A)의 내부압력은 낮아지게 된다. 즉, 통로를 통해 분출공간(C)의 내부압력을 조절함으로써 증착입자(6)가 분사되는 분사각도를 조절할 수 있게 된다. 이를 통해 증착입자(6)가 기판(2)의 올바르지 않은 위치에 증착되어 발생하는 혼색(color mixing) 현상을 방지할 수 있게 된다. 또한, 증착입자(6)들 간의 충돌으로 생길 수 있는 분출노즐팁(14) 막힘(cap clogging) 등을 미연에 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 제3실시예에 의한 증발원(10)은 상기 통로로부터 배출되는 증착입자(6)를 포집할 수 있는 포집부(50)를 더 포함할 수 있다. 포집부(50)에 포집된 증착입자(6)를 가공하여 유기물질(4)로 재활용함으로써 유기물질(4)이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 의한 증발원(40)은 도가니부(11)의 상면에 길이방향으로 복수의 분출구(11a) 및 분출노즐팁(14)이 이격 형성된다. 또한, 커버부(31)에는 복수의 분사구(31a) 및 분사노즐팁(32)이 형성된다. 이하, 제3실시예와 동일한 부호의 구성요소에 대해서는 동일한 기능을 수행하므로 이에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.

결과적으로, 본 발명에 따른 증발원은 증착 과정에서 유기물질이 기판의 올바르지 않은 위치에 증착되어 발생하는 혼색(color mixing) 현상을 방지할 수 있고, 증착입자들 간의 충돌으로 생길 수 있는 분출노즐팁 막힘(cap clogging) 등을 미연에 방지할 수 있으며, 증착입자를 재활용함으로써 유기물질이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 제1실시예 내지 제4실시예를 통해 점 증발원(10,30) 뿐만 아니라 선형 증발원(20,40)의 형태로 적용 가능함을 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시 예들도 가능하다. 그러므로 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시 예들에 한정되지 않는다.

2: 기판 M: 마스크
10, 20, 30, 40: 증발원 11: 도가니부
11a: 분출구 12: 분사노즐팁
13: 커버부 13a: 분사구
14: 분출노즐팁 15: 좌측유도노즐관
16: 우측유도노즐관 15a: 좌측유도노즐구
16a: 우측유도노즐구 17: 유도노즐관
17a: 유도노즐구 50: 포집부

Claims (13)

1. 유기물질이 충진된 내부공간을 가지며, 상면에 상하 방향으로 분출구가 관통 형성되고, 가열에 의해 상기 유기물질이 증발되어 형성된 증착입자가 상기 분출구를 통해 분출되는 도가니부; 및
   기판의 하부에 배치되며, 상기 내부공간과 연통되어 상기 내부공간의 증착입자가 분출되는 분출공간을 가지고, 상기 기판을 향해 상기 증착입자가 분사되도록 상면에 상하방향으로 분사구가 관통 형성된 커버부:를 포함하되,
   상기 커버부는, 외부와 연통되어 상기 증착입자가 배기 가능한 통로를 가지고,
   상기 커버부는, 상기 도가니부의 상부에 결합되어 상기 분출공간을 형성하며,
   상기 통로는, 상기 커버부의 측면이 좌우 방향으로 관통 형성된 유도노즐구를 가지고,
   상기 유도노즐구는,
   상기 커버부의 일측면에 형성된 적어도 하나 이상의 제1유도노즐구와, 상기 커버부의 중심에 대해 상기 제1유도노즐구와 서로 대칭되도록 상기 커버부의 타측면에 형성된 적어도 하나 이상의 제2유도노즐구를 포함하는, 증발원.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 도가니부 및 상기 커버부는, 원통형인, 증발원.
4. 제3항에 있어서,
   상기 분출구 및 상기 분사구는 상기 도가니부의 중앙에 배치되며, 상기 분사구의 지름이 상기 분출구의 지름보다 큰, 증발원.
5. 유기물질이 충진된 내부공간을 가지며, 상면에 상하 방향으로 분출구가 관통 형성되고, 가열에 의해 상기 유기물질이 증발되어 형성된 증착입자가 상기 분출구를 통해 분출되는 도가니부; 및
   기판의 하부에 배치되며, 상기 내부공간과 연통되어 상기 내부공간의 증착입자가 분출되는 분출공간을 가지고, 상기 기판을 향해 상기 증착입자가 분사되도록 상면에 상하방향으로 분사구가 관통 형성된 커버부:를 포함하되,
   상기 커버부는, 외부와 연통되어 상기 증착입자가 배기 가능한 통로를 가지고,
   상기 커버부는, 상기 도가니부의 상부에 결합되어 상기 분출공간을 형성하며,
   상기 통로는, 상기 커버부의 측면이 좌우 방향으로 관통 형성된 유도노즐구를 가지고,
   상기 도가니부 및 상기 커버부는, 직육면체형이며,
   상기 유도노즐구는,
   상기 커버부의 일측면에 형성된 복수의 제1유도노즐구와, 상기 제1유도노즐구와 서로 대향되도록 상기 커버부의 타측면에 형성된 복수의 제2유도노즐구를 포함하는, 증발원.
6. 제5항에 있어서,
   상기 분출구 및 상기 분사구는,
   복수 개로 상기 도가니부의 길이 방향을 따라 배치되며, 상기 도가니부의 폭의 중앙에 배치되고, 상기 분사구의 지름이 상기 분출구의 지름보다 큰, 증발원.
7. 유기물질이 충진된 내부공간을 가지며, 상면에 상하 방향으로 분출구가 관통 형성되고, 가열에 의해 상기 유기물질이 증발되어 형성된 증착입자가 상기 분출구를 통해 분출되는 도가니부; 및
   기판의 하부에 배치되며, 상기 내부공간과 연통되어 상기 내부공간의 증착입자가 분출되는 분출공간을 가지고, 상기 기판을 향해 상기 증착입자가 분사되도록 상면에 상하방향으로 분사구가 관통 형성된 커버부:를 포함하되,
   상기 커버부는, 외부와 연통되어 상기 증착입자가 배기 가능한 통로를 가지고,
   상기 커버부는, 상기 도가니부의 상부에 결합되어 상기 분출공간을 형성하며,
   상기 통로는, 상기 커버부의 측면이 좌우 방향으로 관통 형성된 유도노즐구를 가지고,
   상기 도가니부는, 상기 분출구에 결합되는 관형의 분출노즐팁을 더 구비하며,
   상기 커버부는, 상기 분사구에 결합되는 관형의 분사노즐팁을 더 구비하되,
   상기 분출노즐팁 및 상기 분사노즐팁은, 상부로 갈수록 수평 단면적이 커지는, 증발원.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 유도노즐구는, 상기 분사구의 하단보다 낮고, 상기 분출노즐팁의 상단보다 높게 배치되는, 증발원.
9. 유기물질이 충진된 내부공간을 가지며, 상면에 상하 방향으로 분출구가 관통 형성되고, 가열에 의해 상기 유기물질이 증발되어 형성된 증착입자가 상기 분출구를 통해 분출되는 도가니부; 및
   기판의 하부에 배치되며, 상기 내부공간과 연통되어 상기 내부공간의 증착입자가 분출되는 분출공간을 가지고, 상기 기판을 향해 상기 증착입자가 분사되도록 상면에 상하방향으로 분사구가 관통 형성된 커버부:를 포함하되,
   상기 커버부는, 외부와 연통되어 상기 증착입자가 배기 가능한 통로를 가지고,
   상기 도가니부는, 상기 커버부의 하부가 개방된 내부공간에 배치되어 상기 분출공간을 형성하며,
   상기 통로는, 상기 커버부의 내측면과 상기 도가니부의 외측면 사이에 형성되는, 증발원.
10. 제9항에 있어서,
    상기 도가니부 및 상기 커버부는, 원통형이며,
    상기 분출구 및 상기 분사구는 상기 도가니부의 중앙에 배치되며, 상기 분사구의 지름이 상기 분출구의 지름보다 큰, 증발원.
11. 제9항에 있어서,
    상기 도가니부 및 상기 커버부는, 직육면체형이며,
    상기 분출구 및 상기 분사구는,
    복수 개로 상기 도가니부의 길이 방향을 따라 배치되며, 상기 도가니부의 폭의 중앙에 배치되고, 상기 분사구의 지름이 상기 분출구의 지름보다 큰, 증발원.
12. 제1항에 있어서,
    상기 증발원은,
    상기 통로를 통해 배기되는 증착입자가 포집될 수 있는 포집공간을 가지는 포집부;를 더 포함하는, 증발원.
13. 제1항, 제3항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발원은,
    상기 도가니부의 외주면에 설치되어 상기 도가니부에 열을 공급 가능한 히터부;및
    상기 히터부를 감싸도록 설치되는 하우징;을 더 포함하는, 증발원.

Images