KR20140035153A - 증발원 및 이를 구비한 증착 장치 - Google Patents

Abstract

증발원 및 이를 구비한 증착 장치가 개시된다. 상단이 개방되고, 증발물질이 수용되며 가열에 따라 상기 증발물질이 증발되어 증발입자가 분출되는 도가니와; 상기 도가니와 연통되도록 하단이 상기 도가니의 상단에 결합되는 이동관과, 상기 이동관과 연통되도록 상기 이동관의 상단에 횡방향으로 결합되며, 상측에 길이 방향으로 형성되는 분사용 노즐과 상기 분사용 노즐의 외측에 센싱용 노즐이 형성되는 분배관을 구비하는 노즐부; 및 상기 이동관을 길이 방향으로 구획하며, 상기 증발입자의 일부를 상기 센싱용 노즐로 유도하도록 상기 노즐부에 형성되는 유도격벽을 포함하는 증발원, 증발원에서 분출되는 증발입자의 양을 정밀하게 측정할 수 있도록 한다.

Description

증발원 및 이를 구비한 증착 장치{Evaporation source and Apparatus for deposition having the same}

본 발명은 증발원 및 이를 구비한 증착 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 증발원에서 분출되는 증발입자의 양을 정밀하게 측정할 수 있는 증발원과 이를 구비한 증착장치에 관한 것이다.

유기 전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: 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 대두 되고 있다. 특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이다.

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 증착된다.

진공열증착방법은 진공의 챔버 내에 기판을 배치하고, 일정 패턴이 형성된 쉐도우 마스크(shadow mask)를 기판에 정렬시킨 후, 유기물이 담겨 있는 증발원에 열을 가하여 증발원에서 승화되는 유기물을 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다. 최근에는 기판이 대면적화됨에 따라 대면적 기판에 유기 박막을 균일하게 증착하기 위해 선형 증발원이 사용되고 있다.

상기의 진공열증착방법에 따라 증발입자를 기판에 증착하는 과정에서 기판에 대한 증착속도를 감지하기 위해 증발입자의 양을 측정할 수 있는 센서를 챔버 내에 설치할 필요가 있다.

그리고, 기판에 호스트 증발물질과 도펀트 증발물질을 동시에 증착하는 경우 호스트 증발물질과 도펀트 증발물질에 대한 증발입자의 양을 각각 측정할 필요가 있다.

한편, 기판에 대한 증착 공정이 완료된 후에 증발원이 가열되지 않아도 어느 정도 시간 동안은 열이 남아있기 때문에 유기물의 기화 또는 승화가 지속되는데, 이에 의한 증착을 방지하기 위해 증발원을 폐쇄할 필요가 있다.

본 발명은 증발원에서 분출되는 증발입자의 양을 정밀하게 측정할 수 있는 증발원과 이를 구비한 증착장치를 제공한다.

또한, 기판에 서로 다른 증발입자를 동시에 증착하는 경우 각 증발물질에 대한 증발입자의 양을 정밀하게 측정할 수 있는 증발원과 이를 구비한 증착장치를 제공한다.

또한, 기판에 대한 증착공정이 완료된 후 열에 의해 자동적으로 증발입자의 분출을 막을 수 있는 증발원과 이를 구비한 증착장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상단이 개방되고, 증발물질이 수용되며 가열에 따라 상기 증발물질이 증발되어 증발입자가 분출되는 도가니와; 상기 도가니와 연통되도록 하단이 상기 도가니의 상단에 결합되는 이동관과, 상기 이동관과 연통되도록 상기 이동관의 상단에 횡방향으로 결합되며, 상측에 길이 방향으로 형성되는 분사용 노즐과 상기 분사용 노즐의 외측에 센싱용 노즐이 형성되는 분배관을 구비하는 노즐부; 및 상기 이동관을 길이 방향으로 구획하며, 상기 증발입자의 일부가 상기 센싱용 노즐로 유도되도록 상기 노즐부에 형성되는 유도격벽을 포함하는, 증발원이 제공된다.

상기 증발원은, 상기 이동관의 상기 유도격벽에 횡방향으로 결합되며, 상기 도가니의 온도에 따라 상기 이동관을 개폐하는 차단판을 더 포함할 수 있다.

상기 센싱용 노즐은, 상기 분배관의 측단에 형성될 수 있다.

상기 센싱용 노즐에서 분출되는 상기 증발입자의 량을 검출하는 센싱부가 상기 센싱용 노즐에 대향하여 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상단이 개방되고, 증발물질이 수용되며 가열에 따라 상기 증발물질이 증발되어 증발입자가 분출되는 제1 도가니 및 제2 도가니와; 상기 제1 도가니 및 상기 제2 도가니에 각각 연통되도록 하단이 상기 도가니의 상단에 각각 결합되는 제1 이동관 및 제2 이동관과, 상기 제1 이동관 및 상기 제2 이동관과 연통되도록 상기 제1 이동관 및 상기 제2 이동관에 횡방향으로 결합되며, 상측에 길이 방향으로 형성되는 분사용 노즐과 상기 분사용 노즐의 양측에 센싱용 노즐이 각각 형성되는 분배관을 구비하는 노즐부; 및 상기 제1 이동관 및 상기 제2 이동관을 길이 방향으로 각각 구획하며, 상기 제1 도가니 및 상기 제2 도가니의 증발입자의 일부를 각각 인접한 상기 센싱용 노즐로 유도하도록 상기 노즐부의 양측에 형성되는 제1 유도격벽 및 제2 유도격벽을 포함하는, 증발원이 제공된다.

상기 증발원은, 상기 제1 이동관의 상기 제1 유도격벽 및 상기 제2 이동관의 상기 제2 유도격벽에 횡방향으로 결합되며, 상기 도가니의 온도에 따라 상기 제1 이동관 및 제2 이동관을 개폐하는 제1 차단판 및 제2 차단판을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기판에 유기 박막을 형성하기 위한 증착 장치로서, 상기 기판이 내부에 안착되는 진공 챔버와; 상기 기판에 대향하여 배치되는 상기 증발원을 포함하는, 증착 장치가 제공된다.

상기 증착 장치는, 상기 센싱용 노즐에 대향하여 배치되며, 상기 센싱용 노즐에서 분출되는 상기 증발입자의 량을 검출하는 센싱부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 증발원과 증착장치는, 증발원에서 분출되는 증발입자의 양을 정밀하게 측정할 수 있도록 한다.

또한, 기판에 호스트 증발물질과 도펀트 증발물질을 동시에 증착하는 경우에도 호스트 증발물질과 도펀트 증발물질에 대한 증발입자의 양을 정밀하게 측정할 수 있도록 한다.

또한, 기판에 대한 증착공정이 완료된 후 열에 의해 자동적으로 증발입자의 분출을 막을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발원의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발원의 셔터 구조를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발원의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발원을 구비한 증착 장치를 설명하기 위한 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 증발원 및 이를 구비한 증착 장치의 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발원의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발원의 셔터 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 1 및 도 2에는, 도가니(12), 증발물질(14), 이동관(16), 분배관(18), 분사용 노즐(20), 센싱용 노즐(22), 노즐부(23), 유도격벽(24), 차단판(26), 센싱부(28)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 증발원은, 상단이 개방되고, 증발물질(14)이 수용되며 가열에 따라 상기 증발물질(14)이 증발되어 증발입자가 분출되는 도가니(12)와; 상기 도가니(12)와 연통되도록 하단이 상기 도가니(12)의 상단에 결합되는 이동관(16)과, 상기 이동관(16)과 연통되도록 상기 이동관(16)의 상단에 횡방향으로 결합되며, 상측에 길이 방향으로 형성되는 분사용 노즐(20)과 상기 분사용 노즐(20)의 외측에 센싱용 노즐(22)이 형성되는 분배관(18)을 구비하는 노즐부(23)와; 상기 이동관(16)을 길이 방향으로 구획하며, 상기 증발입자의 일부를 상기 센싱용 노즐(22)로 유도하도록 상기 노즐부(23)에 형성되는 유도격벽(24)을 포함하여, 증발원에서 분출되는 증발입자의 양을 정밀하게 측정할 수 있도록 한다.

도가니(12)는, 상단이 개방되고, 증발물질(14)이 수용되며 가열에 따라 증발물질(14)이 증발되어 도가니(12)에서 증발입자가 분출된다. 도가니(12)에 증발물질(14)이 수용된 상태에서 도가니(12)의 외주에 마련되어 있는 가열부(미도시)에 의해 도가니(12)를 가열하면 도가니(12) 내의 증발물질(14)이 기화 또는 승화되어 생성되는 증발입자가 도가니(12)의 개방된 상단에서 분출된다. 도가니(12)에서 분출되는 증발입자는 노즐부(23)를 통해 기판에 증착된다.

노즐부(23)는, 도가니(12)와 연통되도록 하단이 도가니(12)의 상단에 결합되는 이동관(16)과, 이동관(16)과 연통되도록 이동관(16)의 상단에 횡방향으로 결합되며, 상측에 길이 방향으로 형성되는 분사용 노즐(20)과 분사용 노즐(20)의 외측에 센싱용 노즐(22)이 형성되는 분배관(18)을 구비한다.

이동관(16)은, 길이 방향으로 관통부가 형성된 튜브 형태로서, 하단이 도가니(12)의 개방된 상단과 연통되도록 결합된다. 도가니(12)에서 분출되는 증발입자는 이동관(16)의 관통부를 통해 분배관(18)으로 안내된다.

분배관(18)은, 양단이 막히고 내부에 중공부가 마련된 튜브 형태로서, 이동관(16)의 관통부와 분배관(18)의 중공부가 서로 연통되도록 이동관(16)의 상단에 횡방향으로 결합된다. 서로 결합된 이동관(16)과 분배관(18)은 대략 T형 상을 갖게 된다. 분배관(18)의 상단에는 분배관(18)의 길이 방향으로 분사용 노즐(20)이 형성된다.

분사용 노즐(20)은, 다수의 노즐공이 분배관(18)의 길이 방향으로 이격되어 형성된 형태이거나, 분배관(18)의 길이 방향으로 형성된 긴 슬릿 형태일 수 있다. 본 실시예에서는 분사용 노즐(20)로서 분배관(18)의 길이 방향을 따라 다수의 노즐이 형성된 형태를 제시한다.

센싱용 노즐(22)은, 노즐부(23)에서 분출되는 증발입자의 양을 측정하기 위해 분사용 노즐(20)의 외측에 형성된다. 상기 센싱용 노즐(22)에 대향하는 위치에는 센싱용 노즐(22)에서 분출되는 증발입자의 량을 검출하기 위한 센싱부(28)가 배치될 수 있다. 이 경우, 센싱용 노즐(22)에 대향하여 배치되는 센싱부(28)가, 분사용 노즐(20)에서 분출되는 증발입자의 기판에 대한 증착을 방해하지 않도록 센싱용 노즐(22)은 분사용 노즐(20)의 외측에 일정거리 이격되어 형성될 수 있다.

본 실시예에서는 센싱용 노즐(22)을 분사용 노즐(20)과 동일 선상에 형성된 형태를 제시하고 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이, 분배관(18)의 측단에 센싱용 노즐(22)을 형성하는 것도 가능하다.

유도격벽(24)은, 이동관(16)을 길이 방향으로 구획하며, 증발입자의 일부를 센싱용 노즐(22)로 유도하도록 노즐부(23)에 형성된다. 유도격벽(24)은, 이동관(16)의 관통부를 길이 방향으로 구획한 후 센싱용 노즐(22)과 분사용 노즐(20)의 경계부까지 연장되도록 노즐부(23)의 내벽에 형성된다. 이동관(16)의 관통부에 형성되는 유도격벽(24)은 도가니(12)의 개방된 상단에서 분출되는 증발입자를 양분하고, 양분된 증발입자 중 일부는 분배관(18)에 형성되는 유도격벽(24)에 의해 센싱용 노즐(22)로 유도된다. 센싱용 노즐(22)에서 분출되는 증발입자는 센싱용 노즐(22)에 대향하여 배치되는 센싱부(28)를 통해 증발입자의 양을 측정하여 기판에 대한 증착속도를 감지하게 된다. 양분된 증발입자 중 나머지는 유도격벽(24)에 의해 분사용 노즐(20)로 유도되어 분사용 노즐(20)에서 분출된다. 분사용 노즐(20)에서 분출되는 증발입자는 기판에 증착된다.

센싱부(28)는, 증발입자의 미세질량을 정확히 감지할 수 있게 하는 QCM(Quartz Crystal Mass Micro-Balancing)장치를 포함한다.

한편, 본 실시예에 따른 증발원은, 이동관(16)의 유도격벽(24)에 횡방향으로 결합되며, 도가니(12)의 온도에 따라 이동관(16)을 개폐하는 차단판(26)을 포함할 수 있다.

차단판(26)은, 바이메탈(bimetal)의 원리를 이용하여 열팽창계수가 서로 다른 두 종류의 금속판을 포개어 붙여 한 장으로 만든 판 상의 구성품일 수 있으며, 이러한 차단판(26)은, 이동관(16)의 유도격벽(24)에 횡방향으로 결합되어 도가니(12)의 온도에 따라 이동관(16)의 내부를 개폐한다.

도 2를 참조하면, 도가니(12)가 가열되지 않은 상태에서는 차단판(26)에 열적 변형이 일어나지 않아 이동관(16)을 막도록 구성하고(도 2에서 점선으로 표시됨), 기판에 대한 증착을 위해 가열부에 의해 도가니(12)를 가열하면 일정 온도에서 차단판(26)이 열적 변형을 일으켜 이동관(16)이 개방되도록 구성한다(도 2에서 실전으로 표시됨). 기판에 대한 증착을 중지하기 위해 가열부의 가동을 중단하여 도가니(12)의 온도가 일정 온도로 떨어지면 차단판(26)이 원래 상태로 복원되면서 다시 이동관(16)이 폐쇄된다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 실시예에 따른 증발원의 작동 과정을 설명하면, 도가니(12)에 증발물질(14)이 수용된 상태에서 가열부에 의해 도가니(12)를 가열한다. 가열부의 가열에 의해 도가니가 일정 온도에 도달하면 차단판(26)에 열적 변형이 발생하여 이동관(16)의 내부가 개방된다. 가열부에 의한 지속적인 가열로 도가니(12)의 온도가 증발물질(14)의 기화점 또는 승화점에 도달하면 증발물질(14)이 기화 또는 승화되면서 증발입자가 도가니(12)의 개방된 상단에서 분출된다. 도가니(12)에서 분출되는 증발입자는 이동관(16)의 유도격벽(24)에 의해 양분되면서 일부는 분배관(18)의 센싱용 노즐(22)로 유도되고 나머지 증발입자는 분배관(18)에 유도되어 분배관(18)의 분사용 노즐(20)을 통해 기판을 향하여 분출된다. 센싱용 노즐(22)에서 분출된 증발입자를 센싱부(28)에 의해 지속적으로 모니터링하면서 기판에 대한 증발입자의 증착속도를 측정하게 된다. 이후, 기판에 대한 증착을 중지하기 위해 가열부의 가동을 중단하여 도가니(12)의 온도가 일정 온도로 떨어지면 차단판(26)이 원래 상태로 복원되면서 다시 이동관(16)이 폐쇄된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발원의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발원을 구비한 증착 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 3 및 도 4에는, 기판(10), 센싱부(23), 제1 도가니(40), 제2 도가니(42), 호스트 증발물질(44), 도펀트 증발물질(46), 제1 이동관(48), 제2 이동관(50), 분배관(52), 분사용 노즐(54), 센싱용 노즐(56, 58), 노즐부(59), 제1 유도격벽(60), 제2 유도격벽(62), 제1 차단판(64), 제2 차단판(66), 진공 챔버(68), 안착부(70)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 증발원은, 상단이 개방되고, 증발물질이 수용되며 가열에 따라 상기 증발물질이 증발되어 증발입자가 분출되는 제1 도가니(40) 및 제2 도가니(42)와; 상기 제1 도가니(40) 및 상기 제2 도가니(42)에 각각 연통되도록 하단이 상기 도가니의 상단에 각각 결합되는 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)과, 상기 제1 이동관(48) 및 상기 제2 이동관(50)과 연통되도록 상기 제1 이동관(48) 및 상기 제2 이동관(50)에 횡방향으로 결합되며, 상측에 길이 방향으로 형성되는 분사용 노즐(54)과 상기 분사용 노즐(54)의 양측에 센싱용 노즐(56, 58)이 각각 형성되는 분배관(52)을 구비하는 노즐부(59)와; 상기 제1 이동관(48) 및 상기 제2 이동관(50)을 길이 방향으로 구획하며, 상기 증발입자의 일부를 인접한 상기 센싱용 노즐(56, 58)로 유도하도록 상기 노즐부(59)의 양측에 각각 형성되는 제1 유도격벽(60) 및 제2 유도격벽(62)을 포함한다.

본 실시예에 따른 증발원은, 기판(10)에 호스트 증발물질(44)과 도펀트 증발물질(46)을 동시에 증착하거나, 여러 개의 도가니(40, 42)를 이용하여 한꺼번에 기판(10)에 동일한 증발물질을 증착하는데 사용된다.

이하에서는 제1 도가니(40)와 제2 도가니(42)에 각각 호스트 증발물질(44)과 도펀트 증발물질(46)이 각각 수용된 형태를 중심으로 설명하기로 한다.

제1 도가니(40) 및 제2 도가니(42) 각각은, 상단이 개방되고, 증발물질이 수용되며 가열에 따라 증발물질이 증발되어 도가니에서 증발입자가 분출되도록 구성된다. 제1 도가니(40) 및 제2 도가니(42) 각각에는 호스트 증발물질(44)과 도펀트 증발물질(46)이 각각 수용된다.

노즐부(59)는, 제1 도가니(40) 및 제2 도가니(42)에 각각 연통되도록 하단이 도가니의 상단에 각각 결합되는 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)과, 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)과 연통되도록 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)에 횡방향으로 결합되며, 상측에 길이 방향으로 형성되는 분사용 노즐(54)과 분사용 노즐(54)의 양측에 센싱용 노즐(56, 58)이 각각 형성되는 분배관(52)을 구비한다.

본 실시예에 따른 노즐부(59)는, 상기 일 실시예와 달리, 하나의 분배관(52)에 두 개의 이동관(48, 50)이 서로 연통되도록 결합된 형태이다.

제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)은, 길이 방향으로 관통부가 형성된 튜브 형태로서, 제1 이동관(48)의 하단은 제1 도가니(40)의 상단과 연통되도록 결합되고, 제2 이동관(50)의 하단은 제2 도가니(42)의 상단과 연통되도록 결합된다. 제1 도가니(40) 및 제2 도가니(42)에서 분출되는 호스트 증발물질(44)과 도펀트 증발물질(46)은 각각 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)의 관통부를 통해 분배관(52)으로 안내되어 분배관(52)에서 일부 혼합되어 기판(10)을 향하여 분출된다.

분배관(52)은, 양단이 막히고 내부에 중공부가 마련된 튜브 형태로서, 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)의 관통부와, 분배관(52)의 중공부가 서로 연통되도록 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)의 상단에 횡방향으로 결합된다. 분배관(52)의 상단에는 분배관(52)의 길이 방향으로 분사용 노즐(54)이 형성되고, 센싱용 노즐(56, 58)은, 노즐부(59)에서 분출되는 증발입자의 양을 측정하기 위해 분사용 노즐(54)의 양측에 형성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 센싱용 노즐(56, 58)에 대향하는 위치에는 센싱용 노즐(56, 58)에서 분출되는 증발입자의 량을 검출하기 위한 센싱부(23)가 배치될 수 있다. 센싱용 노즐(56, 58)에 대향하여 배치되는 센싱부(23)가, 분사용 노즐(54)에서 분출되는 증발입자의 기판(10)에 대한 증착을 방해하지 않도록 본 실시예에 따른 센싱용 노즐(56, 58)은 분배관(52)의 측단에 형성되어 있다.

제1 유도격벽(60) 및 제2 유도격벽(62)은, 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)을 길이 방향으로 각각 구획하며, 증발입자의 일부를 인접한 센싱용 노즐(56, 58)로 유도하도록 노즐부(59)의 양측에 각각 형성된다.

제1 유도격벽(60)은, 제1 도가니(40)에서 분출되는 호스트 증발입자의 일부를 인접한 센싱용 노즐(56)로 유도하고, 제2 유도격벽(62)은, 제2 도가니(42)에서 분출되는 도펀트 증발입자의 일부를 인접한 센싱용 노즐(58)로 유도한다.

제1 유도격벽(60)은, 제1 이동관(48)의 관통부를 길이 방향으로 구획한 후 인접한 센싱용 노즐(56)과 분사용 노즐(54)의 경계부까지 연장되도록 노즐부(59)의 일측에 형성되고, 제2 유도격벽(62)은 제2 이동관(50)의 관통부를 길이 방향으로 구획한 후 인접한 센싱용 노즐(58)과 분사용 노즐(54)의 경계부까지 연장되도록 노즐부(59)의 타측에 형성된다.

제1 이동관(48)의 제1 유도격벽(60)은, 제1 도가니(40)의 개방된 상단에서 분출되는 호스트 증발입자를 양분하고, 양분된 호스트 증발입자 중 일부는 분배관(52)의 일측에 형성된 제1 유도격벽(60)에 의해 센싱용 노즐(56)로 유도되고 나머지는 분배관(52)의 분사용 노즐(54)로 유도된다.

제2 이동관(50)의 제2 유도격벽(62)은, 제2 도가니(42)의 개방된 상단에서 분출되는 도펀트 증발입자를 양분하고, 양분된 도펀트 증발입자 중 일부는 분배관(52)의 타측에 형성되는 제2 유도격벽(62)에 의해 센싱용 노즐(58)로 유도되고 나머지는 분배관(52)의 분사용 노즐(54)로 유도된다.

분배관(52)의 양측에 형성된 센싱용 노즐(56, 58)의 대향하는 위치에는 센싱용 노즐(56, 58)에서 분출되는 호스트 증발입자 및 도펀트 증발입자의 양을 측정할 수 있는 센싱부(23)가 각각 배치된다. 분배관(52)의 일측에 위치한 센싱부(23)는 호스트 증발입자의 양을 측정하여 호스트 증발입자의 증착속도를 감지하고, 분배관(52)의 타측에 위치한 센싱부(23)는 도펀트 증발입자의 양을 측정하여 도펀트 증발입자의 증착속도를 감지하게 된다.

제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)의 유도격벽(60, 62)에 의해 분사용 노즐(54)로 유도되는 호스트 증발입자와 도펀트 증발입자는 분배관(52)의 내부에서 일부 혼합되어 분사용 노즐(54)을 통해 기판(10)에 증착된다.

한편, 본 실시예에 따른 증발원은, 제1 이동관(48)의 제1 유도격벽(60) 및 제2 이동관(50)의 제2 유도격벽(62)에 횡방향으로 결합되며, 제1 도가니(40) 및 제2 도가니(42)의 온도에 따라 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)을 개폐하는 제1 차단판(64) 및 제2 차단판(66)을 포함할 수 있다.

제1 차단판(64) 및 제2 차단판(66)은, 바이메탈(bimetal)의 원리를 이용하여 열팽창계수가 서로 다른 두 종류의 금속판을 포개어 붙여 한 장으로 만든 판 상의 구성품일 수 있다.

이러한 제1 차단판(64)은 제1 이동관(48)의 제1 유도격벽(60)에 횡방향으로 결합되어 제1 이동관(48)을 개폐하고, 제2 차단판(66)은 제2 이동관(50)의 제2 유도격벽(62)에 횡방향으로 결합되어 제2 이동관(50)을 개폐한다.

제1 도가니(40) 및 제2 도가니(42)가 가열되지 않은 상태에서는 제1 차단판(64) 및 제2 차단판(66)에 열적 변형이 일어나지 않아 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)을 막도록 구성되고, 기판(10)에 대한 증착을 위해 가열부에 의해 제1 도가니(40) 및 제2 도가니(42)를 가열하면 일정 온도에서 차단판(64, 66)이 열적 변형을 일으켜 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)이 개방되도록 구성한다. 기판(10)에 대한 증착을 중지하기 위해 가열부의 가동을 중단하여 도가니(40, 42)의 온도가 일정 온도로 떨어지면 차단판(64, 66)이 원래 상태로 복원되면서 다시 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)이 폐쇄된다.

도 4는 본 실시예에 따른 증발원을 구비하는 증착 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 증착 장치는, 기판(10)이 내부에 안착되는 진공 챔버(68)와, 기판(10)에 대향하여 배치되는 증발원을 포함한다.

증발원의 센싱용 노즐(56, 58)의 대향하는 위치에는 센싱용 노즐(56, 58)에 분출되는 증발입자의 량을 검출하기 위한 센싱부(23)가 설치된다.

진공 챔버(68)의 내부는 증발입자(44, 46)의 증착을 위하여 진공 분위기가 유지되며, 기판(10)이 진공 챔버(68)의 안착부(70)에 의해 안착된다. 기판(10)의 대향하는 위치에는 본 실시예에 따른 증발원이 배치되고 가열부에 의한 도가니의 가열에 따라 증발입자(44, 46)의 증착이 이루어진다.

제1 도가니(40)에 호스트 증발물질(44)이 수용되고, 제2 도가니(42)에 도펀트 증발물질(46)이 수용된 상태에서 각 도가니(40, 42)에 연결된 가열부에 의해 각 도가니(40, 42)를 가열하면, 일정 온도에서 제1 차단판(64) 및 제2 차단판(66)에 열적 변형이 발생하여 제1 이동관(48) 및 제2 이동관(50)의 내부가 개방된다.

가열부에 의한 지속적인 가열로 각 도가니(40, 42)의 온도가 각 증발물질(44, 46)의 기화점 또는 승화점에 도달하면 각 증발물질(44, 46)이 기화 또는 승화되면서 호스트 증발입자 및 도펀트 증발입자가 각 도가니(40, 42)에서 분출된다.

제1 도가니(40)에서 분출되는 호스트 증발입자는 제1 이동관(48)의 제1 유도격벽(60)에 의해 양분되면서 일부는 인접한 센싱용 노즐(56)로 유도되고 나머지 호스트 증발입자는 분배관(52)에 도달한다. 한편, 제2 도가니(42)에서 분출되는 도펀트 증발입자는 제2 이동관(50)의 제2 유도격벽(62)에 의해 양분되면서 일부는 인접한 센싱용 노즐(58)로 유도되고 나머지 도펀트 증발입자는 분배관(52)에 도달한다. 분배관(52)에 도달한 호스트 증발입자와 도펀트 증발입자는 일부가 혼합되면서 분사용 노즐(54)를 통해 기판(10)을 향하여 분출된다.

각 센싱용 노즐(56, 58)에서 분출된 호스트 증발입자 및 도펀트 증발입자를 센싱부(23)에 의해 지속적으로 모니터링하면서 기판(10)에 대한 호스트 증발입자 및 도펀트 증발입자의 증착속도를 측정하게 된다.

본 실시예에 따른 증발원은, 서로 다른 증발입자를 동시에 증착하는 경우 각 증발입자에 대한 증발입자의 양을 정밀하게 측정할 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 : 기판 12, 40, 42 : 도가니
14, 44, 46 : 증발물질 16, 48, 50 : 이동관
18, 52 : 분배관 20, 54 : 분사용 노즐
22, 56, 58 : 센싱용 노즐 23, 59 : 노즐부
24, 60, 62 : 유도격벽 26, 64, 66 : 차단판
28 : 센싱부 68 : 진공 챔버
70 : 안착부

Claims (8)

1. 상단이 개방되고, 증발물질이 수용되며 가열에 따라 상기 증발물질이 증발되어 증발입자가 분출되는 도가니와;
   상기 도가니와 연통되도록 하단이 상기 도가니의 상단에 결합되는 이동관과,
   상기 이동관과 연통되도록 상기 이동관의 상단에 횡방향으로 결합되며, 상측에 길이 방향으로 형성되는 분사용 노즐과 상기 분사용 노즐의 외측에 센싱용 노즐이 형성되는 분배관을 구비하는 노즐부; 및
   상기 이동관을 길이 방향으로 구획하며, 상기 증발입자의 일부가 상기 센싱용 노즐로 유도되도록 상기 노즐부에 형성되는 유도격벽을 포함하는, 증발원.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 이동관의 상기 유도격벽에 횡방향으로 결합되며, 상기 도가니의 온도에 따라 상기 이동관을 개폐하는 차단판을 더 포함하는, 증발원.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 센싱용 노즐은 상기 분배관의 측단에 형성되는 것을 특징으로 하는, 증발원.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 센싱용 노즐에서 분출되는 상기 증발입자의 량을 검출하는 센싱부가 상기 센싱용 노즐에 대향하여 배치되는 것을 특징으로 하는, 증발원
   
5. 상단이 개방되고, 증발물질이 수용되며 가열에 따라 상기 증발물질이 증발되어 증발입자가 분출되는 제1 도가니 및 제2 도가니와;
   상기 제1 도가니 및 상기 제2 도가니에 각각 연통되도록 하단이 상기 도가니의 상단에 각각 결합되는 제1 이동관 및 제2 이동관과, 상기 제1 이동관 및 상기 제2 이동관과 연통되도록 상기 제1 이동관 및 상기 제2 이동관에 횡방향으로 결합되며, 상측에 길이 방향으로 형성되는 분사용 노즐과 상기 분사용 노즐의 양측에 센싱용 노즐이 각각 형성되는 분배관을 구비하는 노즐부; 및
   상기 제1 이동관 및 상기 제2 이동관을 길이 방향으로 각각 구획하며, 상기 제1 도가니 및 상기 제2 도가니의 증발입자의 일부를 각각 인접한 상기 센싱용 노즐로 유도하도록 상기 노즐부의 양측에 형성되는 제1 유도격벽 및 제2 유도격벽을 포함하는, 증발원.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 이동관의 상기 제1 유도격벽 및 상기 제2 이동관의 상기 제2 유도격벽에 횡방향으로 결합되며, 상기 도가니의 온도에 따라 상기 제1 이동관 및 제2 이동관을 개폐하는 제1 차단판 및 제2 차단판을 더 포함하는, 증발원.
   
7. 기판에 유기 박막을 형성하기 위한 증착 장치로서,
   상기 기판이 내부에 안착되는 진공 챔버와;
   상기 기판에 대향하여 배치되는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 증발원을 포함하는, 증착 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 센싱용 노즐에 대향하여 배치되며, 상기 센싱용 노즐에서 분출되는 상기 증발입자의 량을 검출하는 센싱부를 더 포함하는, 증착 장치.

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