KR20110091087A - 하향식 진공 증발원 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하향식 진공 증발원 장치에 관한 것으로서, 소스 물질이 저장되며, 입구가 상방향으로 개방되어 있는 소스 도가니; 상기 소스 도가니의 입구를 감싸도록 상기 소스 도가니 외부에 이격 배치되는 열복사/소스 반사판; 상기 열복사/소스 반사판의 내부에 삽입 배치되어 열을 방출하여 상기 열복사/소스 반사판을 가열하는 적어도 하나 이상의 발열체; 상기 소스 도가니의 하부를 지지하며, 적어도 하나 이상의 개구부를 구비한 소스 도가니 지지부; 및 상기 열복사/소스 반사판 외측에 형성되며, 상기 소스 도가니, 열복사/소스 반사판, 발열체 및 소스 도가니 지지부를 수용하는 하우징을 포함하며, 상기 발열체에 의해 가열된 열복사/소스 반사판은 상기 소스 도가니 쪽으로 열복사선을 방사하여 상기 소스 도가니 및 상기 소스 도가니의 소스 물질을 가열하고 또한 소스 도가니로부터 방출되는 소스 물질을 재가열하여 반사 및 재증발시키며, 상기 반사 및 재증발되는 소스 물질은 상기 소스 도가니 지지부에 구비된 개구부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 하향식 진공 증발원 장치를 제공한다.

Description

하향식 진공 증발원 장치{DOWNWARD TYPE EFFUSION CELL}
본 발명은 하향식 진공 증발원 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발열체를 열복사/소스 반사판 내부에 배치함으로써 효율을 높인 하향식 진공 증발원 장치에 관한 것이다.
진공 증착 또는 진공 증발이란 고진공의 챔버(chamber) 내에 증착될 대상 물질을 놓고 전류 등에 의해 소스 물질을 가열함으로써 그 입자를 증발시키고, 이를 상대적으로 차가운 기판 등의 표면에 응축하여 박막을 형성하는 증착 방법으로서, 반도체 제조 공정에서 웨이퍼 표면에 특정 물질로 이루어지는 박막을 형성하거나, 박막형 태양 전지 또는 대형 평판 디스플레이 장치의 제조에 있어서 유리 기판 등의 표면에 원하는 물질로 이루어지는 박막을 형성하는 데에 널리 사용되고 있다.
한편, 최근 차세대 태양 전지로 주목받고 있는 4원소(quaternary) 화합물 반도체 CuInGaSe2(CIGS) 태양 전지는 절연 소다라임 유리기판 위에 Mo 후면전극, 광흡수층(CIGS), CdS 버퍼층, ZnO 투명창층, 무반사층과 그리드 전극(Al/Ni)을 형성하여 제작하며, 통상적인 IT-반도체 소자와 달리 소자 패턴이 전혀 필요가 없는 단순한 구조이다. 지금까지 최고의 셀 효율은 미국 에너지연구소(NREL)에서 개발한 0.45 cm2, 19.9%인데, 이는 다결정(폴리) 실리콘 태양 전지의 20.3%와 대등한 아주 우수한 결과이다. 또한 이 소재 이용에 있어 환경 안정성과 방사선에 대한 저항력도 매우 강하다. 이처럼 CIGS 태양전지가 주목을 받으면서 CIGS 태양전지의 핵심기술인 장비 기술 개발의 중요성이 부각되고 있다. 4원소 화합물인 CIGS 흡수체의 제조 방법으로는 동시 증발법(co-evaporation)과 프리커서(precursor)의 증착 후 열처리에 의한 2단계 공정법(two-step process)의 두 가지가 대표적인 공정으로 알려져 있다. 동시 증발법은 단위 원소인 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)을 열 증발원을 이용하여 동시에 증발시켜 고온 기판에 박막을 형성하는 방법인데, 이 기술은 원소의 조성제어가 용이하다는 장점이 있지만 대면적 태양전지를 제작하는데 한계가 있다. 따라서 대면적 태양전지를 제작하기 위해서는 고효율의 선형 증발원(Line source) 개발이 시급한 실정이다. 그러나, 대면적 박막의 대량 생산을 위해서는 기판이 선형 증발원 위에서 인라인(in-line)으로 수평 이동하면서 박막이 제작되어야 하므로, 진공 증발원 장치 및 진공 증착 장치에 있어서 높은 효율이 요구되고 있다.
이러한 종래의 박막 형성을 위한 진공 증발원 장치 및 진공 증착 장치로서는, 상향식 증착 방식이 있는데, 이는 챔버 내에서 기판을 상부에 위치시키고 소스 물질을 함유하는 진공 증발원을 챔버 하부에 위치시킨 후 진공 증발원으로부터 상방향으로 소스 물질을 증발시키는 방식이다. 그러나, 이러한 상향식 증착 방식은 상향으로 증발된 소스 물질이 중력의 영향을 받게 되므로 상부에 위치한 기판의 표면에 접촉하지 못하고 낙하하는 소스 물질이 생기게 되므로 소스 물질의 사용 효율이 낮다는 문제점이 있다. 또한, 마스크를 사용해야 하는 경우에는 마스크 처짐 현상이 있고, 기판을 고온으로 가열해야 하는 경우 대면적 기판과 같은 경우에는 휨 현상이 발생할 수 있어서 대면적 기판에 적용하기 어렵다는 단점이 있다.
본 발명의 출원인은 이러한 상향식 증착 방식의 문제점을 해결하기 위해, 하향식 진공 증발원 장치 및 진공 증착 장치를 개발하여 특허출원 제10-2008-0112708호 및 제10-2009-0039222호로써 출원한 바 있다. 상기 특허출원에 의해 개시된 기술은 전술한 바와 같은 상향식 진공 증착 장치의 문제점을 해결한 것이지만, 이들 하향식 진공 증착 장치는 점증발원이기 때문에 대면적 공정에는 한계가 있으며 발열체가 열복사/소스 반사판의 외주면을 따라 배치되어 열을 방출함으로서 열복사/소스 반사판을 가열하고, 발열체에 의해 가열된 열복사/소스 반사판은 소스 도가니쪽으로 열복사선을 방사하여 소스 도가니 및 소스도가니의 소스 물질을 가열시켜 외부로 배출시키는 방식이어서(도 1 참조), 발열체와 소스 도가니의 거리에 의해 발열체의 온도와 소스 도가니에 가해지는 온도의 차가 생기게 된다는 문제점이 있다. 또한 긴 와이어 구조로 여러 개가 배치되어 있는 발열체의 형태가 고온에서 변형을 일으키게 되어 고온의 온도를 발생시키는데 한계가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 발열체를 열복사/소스 반사판 내에 삽입시킴으로써 진공 증발원 장치에서 발생할 수 있는 열 손실을 최소화 시키고 나아가 진공 증발원 장치의 전원 손실을 줄임으로써 컨트롤러의 용량을 줄일 수 있어서 장치의 제조 및 유지 비용을 절감할 수 있는 하향식 진공 증발원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 종래에 비하여 발열체가 차지하는 공간을 줄임으로써 장비를 집적화시킬 수 있으므로 장치 전체를 보다 소형화할 수 있는 하향식 진공 증발원 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 발열체가 삽입 고정되는 열복사/소스 반사판의 빈 공간에 열복사/소스 반사판과 같은 재질로 형성된 구성된 튜브형 지지체를 삽입 결합함으로써, 발열체에서 손실될 수 있는 열을 최대한으로 줄이고 발열체에서 방출되는 열을 최대한으로 흡수함으로써 장치 전체를 효율적으로 가열할 수 있는 하향식 진공 증발원 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 소스 물질이 저장되며, 입구가 상방향으로 개방되어 있는 소스 도가니; 상기 소스 도가니의 입구를 감싸도록 상기 소스 도가니 외부에 이격 배치되는 열복사/소스 반사판; 상기 열복사/소스 반사판의 내부에 삽입 배치되어 열을 방출하여 상기 열복사/소스 반사판을 가열하는 적어도 하나 이상의 발열체; 상기 소스 도가니의 하부를 지지하며, 적어도 하나 이상의 개구부를 구비한 소스 도가니 지지부; 및 상기 열복사/소스 반사판 외측에 형성되며, 상기 소스 도가니, 열복사/소스 반사판, 발열체 및 소스 도가니 지지부를 수용하는 하우징을 포함하며, 상기 발열체에 의해 가열된 열복사/소스 반사판은 상기 소스 도가니 쪽으로 열복사선을 방사하여 상기 소스 도가니 및 상기 소스 도가니의 소스 물질을 가열하고 또한 소스 도가니로부터 방출되는 소스 물질을 재가열하여 반사 및 재증발시키며, 상기 반사 및 재증발되는 소스 물질은 상기 소스 도가니 지지부에 구비된 개구부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 하향식 진공 증발원 장치를 제공할 수 있다.
여기에서, 상기 하우징과 상기 열복사/소스 반사판 사이에서 상기 하우징의 내주면을 따라 형성되어 상기 열복사/소스 반사판으로부터 방출되는 열을 상기 열복사/소스 반사판 쪽으로 반사하기 위한 반사판을 더 포함하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 발열체는 상기 열복사/소스 반사판의 내부에 형성된 통공에 삽입 배치되도록 구성할 수 있다.
또한, 내부에 구멍이 형성된 적어도 하나 이상의 절연성 고정부가 서로 간격을 두고 상기 발열체에 끼움 결합되고, 상기 발열체는 상기 적어도 하나 이상의 절연성 고정부에 의해 상기 통공의 내면으로부터 이격되어 상기 통공의 중심부에 배치되도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 끼움 결합된 절연성 고정부와 발열체는 내부가 빈 튜브형 제1 지지체의 내부에 삽입 결합되며, 상기 튜브형 제1 지지체는 통공과 접촉하도록 삽입됨으로써, 상기 발열체는 절연성 고정부에 의해 상기 튜브형 제1 지지체 및 통공과 이격되어 상기 통공 및 튜브형 제1 지지체의 중심부에 배치되도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 적어도 하나 이상의 절연성 고정부 사이에는 내부가 빈 튜브형 제2 지지체가 결합되도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 끼움 결합된 절연성 고정부와 발열체는 내부가 빈 튜브형 제1 지지체의 내부에 삽입 결합되되, 상기 적어도 하나 이상의 절연성 고정부 사이에는 내부가 빈 튜브형 제2 지지체가 결합되고, 상기 튜브형 제1 지지체는 통공과 접촉하도록 삽입됨으로써, 상기 발열체는 절연성 고정부에 의해 상기 튜브형 제1 지지체 및 통공과 이격되어 상기 통공 및 튜브형 제1 지지체의 중심부에 배치되도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 튜브형 제1 지지체, 튜브형 제2 지지체 및 열복사/소스 반사판은 동일한 재질로 형성할 수도 있다.
또한, 상기 튜브형 제1 지지체, 튜브형 제2 지지체 및 열복사/소스 반사판은 그라파이트 재질로 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 발열체를 열복사/소스 반사판 내에 삽입시킴으로써 진공 증발원 장치에서 발생할 수 있는 열 손실을 최소화 시키고 나아가 진공 증발원 장치의 전원 손실을 줄임으로써 컨트롤러의 용량을 줄일 수 있어서 장치의 제조 및 유지 비용을 절감할 수 있는 하향식 진공 증발원 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 종래에 비하여 발열체가 차지하는 공간을 줄임으로써 장비를 집적화시킬 수 있으므로 장치 전체를 보다 소형화할 수 있는 하향식 진공 증발원 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 발열체가 삽입 고정되는 열복사/소스 반사판의 빈 공간에 열복사/소스 반사판과 같은 재질로 형성된 구성된 튜브형 지지체를 삽입 결합함으로써, 발열체에서 손실될 수 있는 열을 최대한으로 줄이고 발열체에서 방출되는 열을 최대한으로 흡수함으로써 장치 전체를 효율적으로 가열할 수 있는 하향식 진공 증발원 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 하향식 진공 증발원 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 하향식 진공 증발원 장치(100)의 일실시예를 나타낸 단면도이다.
도 3은 절연성 고정부(15)와 결합된 발열체(14)의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 튜브형 제1 지지체(21)를 이용하여 절연성 고정부(15) 및 발열체(14)를 결합하는 구성을 설명하기 위한 부분 절개 사시도이다.
도 5는 튜브형 제1 지지체(21)를 이용하여 절연성 고정부(15) 및 발열체(14)를 결합하는 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 튜브형 지지체를 이용하여 절연성 고정부(15) 및 발열체(14)를 결합하는 다른 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 튜브형 제1 지지체(21)와 튜브형 제2 지지체(22)가 함께 결합된 형태의 외관 사시도이다.
도 8은 튜브형 제1 지지체(21)와 튜브형 제2 지지체(22)가 함께 결합된 형태의 부분 절개 사시도이다.
도 9는 본 발명에 의한 하향식 진공 증발원 장치를 선형으로 구성한 실시예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 하향식 진공 증발원 장치(100)의 일실시예를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 하향식 진공 증발원 장치(100)는, 소스 물질(11)이 저장되며, 입구가 상방향으로 개방되어 있는 소스 도가니(12)와, 상기 소스 도가니(12)의 입구를 감싸도록 상기 소스 도가니(12) 외부에 이격 배치되는 열복사/소스 반사판(13)과, 상기 열복사/소스 반사판(13)의 내부에 삽입 배치되어 열을 방출하여 상기 열복사/소스 반사판(13)을 가열하는 적어도 하나 이상의 발열체(14)와, 상기 소스 도가니(12)의 하부를 지지하며, 적어도 하나 이상의 개구부(20)를 구비한 소스 도가니 지지부(17)와, 상기 열복사/소스 반사판(13) 외측에 형성되며, 상기 소스 도가니(12), 열복사/소스 반사판(13), 발열체(14) 및 소스 도가니 지지부(17)를 수용하는 하우징(19)을 포함한다.
이러한 구성의 하향식 진공 증발원 장치(100)는, 다음과 같이 동작한다. 즉, 상기 열복사/소스 반사판(13) 내부에 삽입 배치된 적어도 하나 이상의 발열체(14)는 열복사/소스 반사판(13)을 가열하고, 가열된 열복사/소스 반사판(13)은 상기 소스 도가니(12) 쪽으로 열복사선을 방사하여 상기 소스 도가니(12) 및 상기 소스 도가니(12)의 소스 물질(11)을 가열한다. 소스 도가니(12) 및 소스 물질(11)이 가열되어 소스 물질(11)이 소스 도가니(12)로부터 상방향으로 방출되면(도 2의 A로 표시한 방향) 열복사/소스 반사판(13)에 도달하는데, 열복사/소스 반사판(13)은 도달한 소스 물질(11)을 재가열하여 반사 및 재증발시키며, 반사 및 재증발되는 소스 물질(11)은 도 2의 B로 나타낸 방향으로 아래쪽으로 이동하게 된다. 아래쪽으로 이동하는 소스 물질(11)은 상기 소스 도가니 지지부(17)에 형성된 개구부(20)를 통해 도 2의 C로 표시한 바와 같이 외부로 배출됨으로써 개구부(20) 아래쪽에 배치된 기판(미도시)에 증착되어 기판을 코팅하여 박막을 형성함으로써 하향식 진공 증착을 수행하게 된다.
본 실시예에서 열복사/소스 반사판(13)은, 전술한 바와 같이 소스 물질(11) 및 소스 도가니(12)를 가열시켜 소스 물질(11)을 상방향으로 증발시키고, 소스 도가니(12)로부터 증발되어 열복사/소스 반사판(13)에 분자선 형태로 도달하는 소스물질(11)을 반사 및 재증발시키면서 보다 작은 크기의 소스 물질(11)로 분해시키고, 또한 이를 보다 높은 에너지를 갖는 분자선 형태의 소스 물질로 재가열 시키는 기능을 동시에 수행하게 된다. 나아가, 진공 증발원 장치(100) 하부에 위치하는 기판을 고온으로 가열하여 박막 형성시에 필요한 에너지를 제공하는 기능도 수행할 수 있다.
소스 도가니(12)의 입구는 도 2에 도시한 바와 같이 상방향을 향해 개방되어 있으며, 열복사/소스 반사판(13) 및 상기 하우징(19)은 분자선 형태의 소스 물질이 하부로 방사될 수 있도록 그 단면이 하부가 개방된 직사각형이나 ∩자 등의 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 소스 도가니 지지부(17)는 상기 열복사/소스 반사판(13)의 개방된 하부를 외부와 차폐하도록 형성되는데, 다만 소스 물질(11)이 증발원 장치(100) 아래쪽(C 방향)으로 통과될 수 있도록 개구부(20)가 형성된다. 이러한 개구부(20)를 통하여, 열복사/소스 반사판(13)에서 반사 및 재증발된 분자선 형태의 소스 물질이 하부로 배출될 수 있다. 소스 도가니 지지부(17)의 구성에 의하여 열복사/소스 반사판(13)의 내부를 일정 수준 이상 밀폐시켜 열 손실을 최소화할 수 있으며, 소스 도가니(12) 내부의 압력을 높여 소스 물질이 보다 고에너지로 분사될 수 있다. 또한, 상기 소스 도가니 지지부(17)에 구비된 개구부(20)를 다양한 패턴으로 형성됨으로써, 기판에 방사되는 복사선 형태의 소스 물질(11)의 균일도를 조절할 수 있다. 또한, 소스 도가니 지지부(17)에 구비된 개구부(20)의 수직축 방향의 경사를 조절함으로써, 기판에 방사되는 복사선 형태의 소스 물질의 방향을 조절할 수도 있다.
한편, 발열체(14)는 예컨대 전기적인 수단에 의해 발열될 수 있으며 이를 위해 전극(미도시)을 통해 전원(미도시)과 연결될 수 있음은 물론이다. 또한, 발열체(14)는 단면이 원형인 직선 형태로 나타내었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 발열체(14)는 도 2에 나타난 바와 같이 열복사/소스 반사판(13)의 내부에 그 둘레를 따라서 복수개로 배치될 수 있다. 복수개의 발열체(14)는 별도로 온도 조절이 가능하도록 설정하여, 소스 물질이 증발 경로에 따라 가장 적합한 온도로 가열되도록 할 수도 있다.
발열체(14)는 상기 열복사/소스 반사판(13)의 내부에 형성된 통공(16)에 삽입 배치될 수 있다. 통공(16)은 발열체(14)를 수용하도록 발열체(14)의 단면보다 큰 직경으로 형성된다. 발열체(14)는 전기적인 수단에 의해 가열될 수 있으므로 열복사/소스 반사판(14)과 직접 접촉하면 누설 전류가 발생할 수 있으므로 이를 막기 위하여 절연성 고정부(15, 도 3 참조)를 설치하여 발열체(14)와 열복사/소스 반사판(14)이 직접 접촉하지 않도록 이격되어 배치된다.
도 3은 절연성 고정부(15)와 결합된 발열체(14)의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 발열체(14)는 내부에 구멍이 형성된 적어도 하나 이상의 절연성 고정부(15)와 끼움 결합되어 있다. 절연성 고정부(15)는 필요한 발열체(14)의 길이 및 무게 등을 고려하여 적절한 간격을 두고 복수개로 배치될 수 있다. 또한, 절연성 고정부(15)는 전기적 절연을 위해 세라믹 등의 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 도 3과 같이, 발열체(14)와 절연성 고정부(15)가 끼움 결합된 결합체를 통공(16)에 삽입함으로써, 발열체(14)는 통공(16)의 내면으로부터 이격되어 통공(16)의 중심부에 배치될 수 있다. 이에 의하여, 발열체(14)가 통공(16)의 내면 즉, 열복사/소스 반사판(13)과 직접 접촉하여 누설 전류가 발생하는 것을 방지하는 절연 기능을 수행할 수 있다. 도 3의 예에서, 절연성 고정부(15)는 통공(16)의 형상에 대응되도록 형성하되, 통공(16)에 원활히 삽입될 수 있도록 단면의 직경이 통공(16)의 내주부보다는 약간 작게 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 발열체(14)와 절연성 고정부(15)는 통공(16)에 보다 원활히 삽입되고, 또한 절연 기능과 열전달 효율을 보다 높일 수 있도록 튜브형 지지체를 이용하여 통공(16)에 삽입될 수 있다. 도 4 및 도 5는 튜브형 제1 지지체(21)를 이용하여 절연성 고정부(15) 및 발열체(14)를 결합하는 구성을 설명하기 위한 부분 절개 사시도 및 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 속이 빈 튜브형 제1 지지체(21)가 길이 방향으로 연장 형성되고, 튜브형 제1 지지체(21) 내부에는 도 3에서 설명한 바와 같은 절연성 고정부(15)가 배치된다. 전술한 바와 같이, 절연성 고정부(15) 또한 그 내부가 발열체(14)를 수용할 정도의 크기의 통공이 형성되어 있고, 이 통공에 발열체(14)가 삽입되어 튜브형 제1 지지체(21)와 이격되어 배치될 수 있다.
튜브형 제1 지지체(21)는 전술한 바와 같이 열복사/소스 반사판(13)의 내부에 형성된 통공(16)을 통해 삽입 배치되며, 열전도율을 높일 수 있도록 열복사/소스 반사판(13)과 같은 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 열전도성을 높일 수 있도록 열복사/소스 반사판(13)과 튜브형 제1 지지체(21)는 그라파이트(graphite) 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 튜브형 제1 지지체(21)는 그 단면이 원형인 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 통공(16)에 상응하는 형태로 구성되고, 예컨대 통공(16) 및 튜브형 제1 지지체(21)는 사각형 또는 삼각형 등의 모양으로 형성할 수도 있음은 물론이다.
실제 장치를 구성할 때는, 절연성 고정부(15)와 발열체(14)를 먼저 끼움 결합하고 이 결합체를 튜브형 제1 지지체(21)의 내부에 삽입하여 구성할 수도 있을 것이다.
이러한 구성에 의하여, 튜브형 제1 지지체(21)는 통공(16)과 접촉하도록 삽입되므로 열 전달 효율을 높일 수 있고, 발열체(14)는 절연성 고정부(15)에 의해 상기 튜브형 제1 지지체(21) 및 통공(16) 즉, 열복사/소스 반사판(13)과 이격되어 상기 통공(16) 및 튜브형 제1 지지체(21)의 중심부에 배치되므로 절연 기능도 수행할 수 있게 된다.
도 6은 튜브형 지지체를 이용하여 절연성 고정부(15) 및 발열체(14)를 결합하는 다른 구성을 설명하기 위한 사시도이다. 도 6의 튜브형 지지체는 도 5의 튜브형 제1 지지체(21)와 구별하기 위하여 튜브형 제2 지지체(22)로 표시한다.
도 6을 참조하면, 절연성 고정부(15) 사이에는 내부가 빈 튜브형 제2 지지체(22)가 끼움 결합되어 있음을 알 수 있다. 튜브형 제2 지지체(22)는 튜브형 제1 지지체(21)를 잘라 놓은 형태로 생각할 수 있다. 실제 장치를 구성할 때는, 발열체(14)에 절연성 고정부(15)와 튜브형 제2 지지체(22)를 번갈아 끼움으로써 도 6과 같은 형태를 구성하여 이를 통공(16)에 삽입할 수 있다. 다른 예로서는, 통공(16)에 발열체(14)를 먼저 삽입하고 절연성 고정부(15)와 튜브형 제2 지지체(22)를 번갈아 밀어 넣으면서 끼워지도록 결합할 수도 있다.
이 경우에서, 튜브형 제2 지지체(22)의 외경은 절연성 고정부(15)의 외경과 동일하거나 약간 크거나 또는 작도록 구성할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 절연성 고정부(15)에 의해 절연 기능을 수행함과 동시에 절연성 고정부(15)를 보다 견고하게 통공(16) 내에서 안정시킬 수 있으며, 튜브형 제2 지지체(22)를 열복사/소스 반사판(13)과 같은 재질로 구성하게 되면 열 전달 효율 또한 높일 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 튜브형 제1 지지체(21)와 튜브형 제2 지지체(22)가 함께 결합된 형태의 외관 사시도와 부분 절개 사시도를 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 도 6에서 설명한 바와 같은 튜브형 제2 지지체(22)를 감싸도록 튜브형 제1 지지체(21)가 결합되어 있음을 알 수 있다. 도 7 및 도 8의 결합체에서는, 튜브형 제2 지지체(22)의 외경은 튜브형 제1 지지체(21)와 동일하거나 약간 작도록 형성되어 튜브형 제1 지지체(21)의 내면과 접촉하거나 약간 떨어지도록 결합한다. 실제 도 7 및 도 8과 같은 형태를 구성할 때는, 발열체(14)에 절연성 고정부(15)와 튜브형 제2 지지체(22)를 번갈아 끼움 결합하고, 이 결합체 전체를 튜브형 제1 지지체(21)에 삽입한 후, 다시 이 결합체 전체를 통공(16)에 삽입할 수 있다. 물론, 통공(16)에 먼저 발열체(14)를 끼우고 절연성 고정부(15)와 튜브형 제2 지지체(22)를 번갈아 끼운 후, 튜브형 제1 지지체(21)를 삽입할 수도 있다. 또한, 통공(16)에 튜브형 제1 지지체(21)를 먼저 삽입하고 상기와 반대 순서로 삽입하는 결합 형태도 가능하다.
도 7 및 도 8의 실시예에 의하면, 절연성 고정부(15)에 의하여 절연 기능을 수행하고, 튜브형 제2 지지체(22)에 의해서는 절연성 고정부(15)를 고정하고, 튜브형 제1 지지체(21) 및 제2 지지체(22)에 의해서는 열 전달 효율을 높일 수 있는 여러가지 기능을 복합적으로 수행할 수 있게 된다. 열 전달 효율을 높이기 위해서는 튜브형 제1 지지체(21), 제2 지지체(22) 및 열복사/소스 반사판(13)은 동일한 재질로 구성한다. 특히, 열 전달 효율을 높이기 위해서 그라파이트(graphite) 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
다시 도 2를 참조하면, 진공 증발원 장치(100)는, 열효율을 높이기 위하여, 하우징(19)과 열복사/소스 반사판(13) 사이에 상기 하우징(19)의 내주면을 따라 형성되어 상기 열복사/소스 반사판(13)으로부터 방출되는 열을 상기 열복사/소스 반사판(13) 쪽으로 반사하기 위한 반사판(18)을 더 포함할 수 있다. 상기 반사판(18)은 열복사/소스 반사판(13)에서 하우징(19)쪽으로 방사되는 열을 반사시켜 다시 열복사/소스 반사판(13)쪽으로 도달하도록 함으로써 열 효율을 높이는 기능을 수행한다.
도 2 내지 도 8에서 설명한 실시예에 의하면, 열복사/소스 반사판(13) 내부에 발열체(14)를 삽입 배치함으로써 전체적인 열효율을 높이는 동시에 장치를 전체적으로 소형 집적화시킬 수 있는 장점이 있다.
도 9는 본 발명에 의한 하향식 진공 증발원 장치의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 진공 증발원 장치(100)를 선형으로 구성한 경우를 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 가로 방향으로 선형으로 소스 도가니(12)가 복수개 배치되고 소스 도가니(12)의 측면을 따라 발열체(14)가 도 3 내지 도 8에서 설명한 바와 같이 배치되고, 소스 도가니(12)의 상부에는 발열체(14)를 소스 도가니(12)의 배치된 방향(길이 방향)으로 연장되도록 배치하였음을 알 수 있다.
도 9와 같은 실시예에 의하면, 진공 증발원 장치(100)를 선형으로 복수개로 구성할 수 있으므로 대면적의 기판을 용이하게 증착할 수 있는 장점이 있다.
이상에서, 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명은 첨부한 특허청구범위 및 도면 등의 전체적인 기재를 참조하여 해석되어야 할 것이며, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100...하향식 진공 증발원 장치,
11...소스 물질, 12...소스 도가니,
13...열복사/소스 반사판, 14...발열체,
15...절연성 고정부, 16...통공,
17...소스 도가니 지지부, 18...반사판,
19...하우징, 20...개구부,
21...튜브형 제1 지지체, 22...튜브형 제2 지지체.

Claims (9)

  1. 소스 물질이 저장되며, 입구가 상방향으로 개방되어 있는 소스 도가니;
    상기 소스 도가니의 입구를 감싸도록 상기 소스 도가니 외부에 이격 배치되는 열복사/소스 반사판;
    상기 열복사/소스 반사판의 내부에 삽입 배치되어 열을 방출하여 상기 열복사/소스 반사판을 가열하는 적어도 하나 이상의 발열체;
    상기 소스 도가니의 하부를 지지하며, 적어도 하나 이상의 개구부를 구비한 소스 도가니 지지부; 및
    상기 열복사/소스 반사판 외측에 형성되며, 상기 소스 도가니, 열복사/소스 반사판, 발열체 및 소스 도가니 지지부를 수용하는 하우징
    을 포함하며,
    상기 발열체에 의해 가열된 열복사/소스 반사판은 상기 소스 도가니 쪽으로 열복사선을 방사하여 상기 소스 도가니 및 상기 소스 도가니의 소스 물질을 가열하고 또한 소스 도가니로부터 방출되는 소스 물질을 재가열하여 반사 및 재증발시키며, 상기 반사 및 재증발되는 소스 물질은 상기 소스 도가니 지지부에 구비된 개구부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 하향식 진공 증발원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 열복사/소스 반사판 사이에서 상기 하우징의 내주면을 따라 형성되어 상기 열복사/소스 반사판으로부터 방출되는 열을 상기 열복사/소스 반사판 쪽으로 반사하기 위한 반사판
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하향식 진공 증발원 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발열체는 상기 열복사/소스 반사판의 내부에 형성된 통공에 삽입 배치되는 것을 특징으로 하는 하향식 진공 증발원 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    내부에 구멍이 형성된 적어도 하나 이상의 절연성 고정부가 서로 간격을 두고 상기 발열체에 끼움 결합되고, 상기 발열체는 상기 적어도 하나 이상의 절연성 고정부에 의해 상기 통공의 내면으로부터 이격되어 상기 통공의 중심부에 배치되는 것을 특징으로 하는 하향식 진공 증발원 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 끼움 결합된 절연성 고정부와 발열체는 내부가 빈 튜브형 제1 지지체의 내부에 삽입 결합되며, 상기 튜브형 제1 지지체는 통공과 접촉하도록 삽입됨으로써, 상기 발열체는 절연성 고정부에 의해 상기 튜브형 제1 지지체 및 통공과 이격되어 상기 통공 및 튜브형 제1 지지체의 중심부에 배치되는 것을 특징으로 하는 하향식 진공 증발원 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 절연성 고정부 사이에는 내부가 빈 튜브형 제2 지지체가 결합되는 것을 특징으로 하는 하향식 진공 증발원 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 끼움 결합된 절연성 고정부와 발열체는 내부가 빈 튜브형 제1 지지체의 내부에 삽입 결합되되, 상기 적어도 하나 이상의 절연성 고정부 사이에는 내부가 빈 튜브형 제2 지지체가 결합되고,
    상기 튜브형 제1 지지체는 통공과 접촉하도록 삽입됨으로써, 상기 발열체는 절연성 고정부에 의해 상기 튜브형 제1 지지체 및 통공과 이격되어 상기 통공 및 튜브형 제1 지지체의 중심부에 배치되는 것을 특징으로 하는 하향식 진공 증발원 장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 튜브형 제1 지지체, 튜브형 제2 지지체 및 열복사/소스 반사판은 동일한 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 하향식 진공 증발원 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 튜브형 제1 지지체, 튜브형 제2 지지체 및 열복사/소스 반사판은 그라파이트 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 하향식 진공 증발원 장치.
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