KR20150068153A - 도가니 개별 증발형 선형증발원 - Google Patents

도가니 개별 증발형 선형증발원 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도가니 개별 증발형 선형증발원에 관한 것으로, 복수의 도가니가 내부에 배치되는 증발원 몸체와, 상기 증발원 몸체의 상면에 형성된 복수개의 노즐과, 상기 증발원 몸체에 설치되어 도가니 내부의 증착 물질을 가열하기 위한 히터와, 상기 도가니의 인입 및 인출을 위해 상기 증발원 몸체에 구비되는 개폐수단을 포함함으로써, 선형증발원 내부에 복수개의 도가니가 일정 간격으로 설치되어 기판에 증착박막을 균일하게 형성하고, 도가니 외벽 전체에 균일한 열에너지가 공급되도록 하여, 증착 중 선형증발원 내부 위치에 따른 증착 균일도 변경이 발생하지 않으며, 대용량의 물질 충진이 가능하여 롱텀(Long-term) 증착에 유리한 효과가 있다.

Description

도가니 개별 증발형 선형증발원{Linear Type Eevaporator Having Plural Individual Crucibles}
본 발명은 도가니 개별 증발형 선형증발원에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선형증발원 내부에 복수개의 도가니가 일정 간격으로 설치되어 기판에 증착박막을 균일하게 형성할 수 있는 도가니 개별 증발형 선형증발원에 관한 것이다.
평판디스플레이 장치 중에서 유기발광 표시장치는 응답속도가 빠르고, 광시야각, 저전력소모, 경량박형 등의 특징을 지니고 있어 차세대 디스플레이로 각광 받고 있다.
이러한 유기발광 표시장치의 구현을 위해서는 서로 대향하는 상부전극(Cathode)과 하부전극(Anode) 내에 유기발광층(Organic)이 삽입되어 전계를 가하여 형성할 수 있다. 이때 유기발광층의 형성을 위해 물리/화학적인 일련의 공정을 수행하게 되며, 이러한 공정 중 진공 증착법이 널리 사용되고 있다.
진공 증착법은 진공챔버 내에서 도가니(crucible)을 가열하여 기상(vapor)상태로 천이된 고상 또는 액상의 증발재료가 기판으로 이동하게 되는데, 이때 기판에서 응축되어 박막을 형성하게 된다. 기판에 박막을 형성하는데 있어서, 박막의 증착 균일도는 매우 중요한 사안인데, 최근에는 디스플레이의 대형화 추세에 대응하여 기판이 대면적화되고, 대면적 기판에 균일한 박막을 얻기 위해 도가니 구조를 변경하거나 소스(source)에 사용하는 열선 재질을 변경하는 등의 방법이 강구되고 있다.
이와 관련된 종래 기술로서, 한국공개특허 제2007-0113044호에는 증착용 물질을 담는 긴 형상의 도가니의 상면에 다수의 증기 유출 노즐이 형성된 덮개부가 구비되고, 노즐의 하부에 배플부재가 구비되어, 기판에 증착되는 박막의 균일도를 향상시키기 위한 선형증발원이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 선행문헌은 한 개의 도가니에서 증착 물질을 증발시키므로, 히터와 근접한 도가니의 양측 벽면의 물질이 우선 증발하게 되어, 시간이 지나면 증착 물질의 중앙부가 위로 볼록한 형상을 만들며 증발되는 문제점이 있었다.
즉, 도가니에서의 증발 중 증착 물질의 형상에 따른 증착 균일도가 달라지는 문제점이 발생하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는, 복수개의 개별 도가니를 증발원 내에 설치하여 증착 시 물질 증발 표면의 변형이 균일하여 증착 균일도 확보에 유리한 도가니 개별 증발형 선형증발원을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 물질 충진 시 도가니 교체만으로 쉽게 유지보수가 가능한 도가니 개별 증발형 선형증발원을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 대용량 물질 증착이 가능하므로, 장시간의 증착이 가능하며, 개별 도가니에 히터에 의한 균일한 열에너지가 전달될 수 있도록 하는 선형증발원을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 복수의 도가니가 내부에 배치되는 증발원 몸체와, 상기 증발원 몸체의 상면에 형성된 복수개의 노즐과, 상기 증발원 몸체에 설치되어 도가니 내부의 증착 물질을 가열하기 위한 히터와, 상기 도가니의 인입 및 인출을 위해 상기 증발원 몸체에 구비되는 개폐수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도가니 개별 증발형 선형증발원이 제공된다.
상기 도가니는 등간격으로 배열될 수 있으며, 그 형상은 원통형 또는 직육면체의 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 도가니는 상면의 개구부를 통해 분사되는 증착 물질의 증착범위가 인접한 도가니의 증착범위와 부분적으로 중첩가능한 간격으로 배열될 수 있다.
본 발명에서 상기 증발원 몸체는 직육면체 형상으로 이루어지고, 그 외면에 상기 히터가 감겨 구성될 수 있다.
한편, 상기 도가니는 원통형으로 이루어지고, 상기 증발원 몸체는 길이 방향으로 일부의 영역이 중첩되도록 배치되는 원형 형상이 연속되는 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명에서, 상기 개폐수단은 상기 증발원 몸체의 일단부에 구비되는 도어와, 상기 도어의 일측을 증발원 몸체에 결합하는 힌지결합부와, 상기 도어를 증발원 몸체에 닫은 후 닫은 상태를 유지하도록 하는 잠금부로 이루어질 수 있다.
이 경우, 상기 잠금부는 상기 증발원 몸체에 결합된 일단을 중심으로 회동가능한 잠금편으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 개폐수단은 증발원 몸체의 상면에 형성된 개구부와, 상기 개구부에 결합되며, 상기 노즐이 구비되는 덮개로 이루어질 수도 있다.
이 경우, 상기 개구부의 양측면에는 상기 덮개가 증발원 몸체의 길이 방향으로 슬라이딩 결합할 수 있도록 가이드홈이 형성되어, 상기 개구부와 덮개는 슬라이드 방식으로 결합될 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명에 따르면, 복수개의 개별 도가니를 증발원 내에 설치하여 증착 시 물질 증발 표면의 변형이 균일하여 증착 균일도 확보에 유리한 효과가 있다.
또한, 도가니 외벽 전체에 균일한 열에너지가 공급되도록 하여, 증착 중 선형증발원 내부 위치에 따른 증착 균일도 변경이 발생하지 않으며, 대용량의 물질 충진이 가능하여 롱텀(Long-term) 증착에 유리한 효과가 있다.
또한, 도가니의 개별적인 교체가 용이하여 물질 충진 시 도가니의 교체만으로 증착 공정의 유지가 가능하고. 교체시간의 단축이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 도가니 개별 증발형 선형증발원의 제1 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에서의 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 도가니 개별 증발형 선형증발원의 제2 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에서의 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 사시도이다.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 도가니 개별 증발형 선형증발원의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 도가니 개별 증발형 선형증발원의 제1 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에서의 횡단면도이다.
본 발명에서는 복수의 도가니(10)가 내부에 배치되는 증발원 몸체(20)와, 상기 증발원 몸체(20)의 상면에 형성된 복수개의 노즐(30)과, 상기 증발원 몸체(20)에 설치되어 도가니 내부의 증착 물질을 가열하기 위한 히터(40)와, 상기 도가니(10)의 인입 및 인출을 위해 상기 증발원 몸체(20)에 구비되는 개폐수단(50)을 포함한다.
상기 도가니(10)는 증발원 몸체(20) 내부에 등간격으로 배열될 수 있다. 즉, 각각의 도가니(10)에서 증발되는 증착 물질이 상기 증발원 몸체(20)의 상부에 균일하게 도달되도록 상기 도가니(10)는 증발원 몸체(20) 내부에 등간격으로 배열되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 도가니(10)는 상면의 개구부(12)를 통해 분사되는 증착 물질의 증착범위가 인접한 도가니(10)의 증착범위와 부분적으로 중첩가능한 간격으로 배열되는 것이 바람직하다. 즉, 도 1에서 보는 바와 같이, 도가니(10)의 상면에 형성된 개구부(12)를 통해 증착물질이 분사될 때 인접한 도가니(10)에서 분사되는 증착물질의 증착범위와 부분적으로 중첩되도록 설치되어 상기 노즐(30)을 통해 분사되는 증착물질이 위치에 관계없이 균일하게 할 수 있다.
따라서, 상기 노즐(30) 위에 설치되는 기판에 박막을 형성함에 있어서, 증착 균일도를 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 도가니(10)는 원통형 또는 직육면체의 형상으로 이루어질 수 있다. 즉, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 상기 도가니(10)는 원통형 또는 직육면체의 형상으로 이루어지는 것이 가능하다.
또한, 상기 증발원 몸체(20)는 직육면체 형상으로 이루어질 수 있으며, 그 외면에 상기 히터(40)가 감겨 구성된다. 이와 같은 본 발명은 증발원 몸체(20)의 외면에 히터(40)가 감기고, 상기 증발원 몸체(20)의 내부에 다수의 도가니(10)가 등간격으로 배열되므로, 상기 히터(40)에서 열을 가하여 도가니(10) 내부의 증착물질을 가열한다고 하더라도, 증발원 몸체(20)의 전체 길이에 대하여 고른 증발이 일어나게 할 수 있다.
따라서, 종래의 기술에서 히터와 근접한 도가니의 양측 벽면의 물질이 우선 증발하게 되어, 시간이 지나면 증착 물질의 중앙부가 위로 볼록한 형상을 만들어 불균일한 증착이 일어나는 문제점을 완전히 해결할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 횡단면도로서, 원통형 형상의 도가니(10)가 설치되는 경우, 상기 도가니(10)에 히터(40)가 보다 근접하게 위치하도록 상기 증발원 몸체(20)는 길이 방향으로 일부의 영역이 중첩되도록 배치되는 원형 형상이 연속되는 형상으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 증발원 몸체(20)는 원통형 형상의 도가니(10)의 가장자리에도 상기 히터(40)가 근접하게 위치할 수 있게 하므로, 도가니(10) 내의 증착물질의 증발이 더욱 활발하게 이루어질 수 있도록 하고, 원통형 형상의 도가니(10)의 원주면에서도 고른 증발이 이루어질 수 있게 한다.
한편, 본 발명에서는 상기 도가니(10)를 증발원 몸체(20)에 인입 및 인출시키기 위한 개폐수단(50)이 구비된다.
상기 개폐수단(50)은 다양하게 적용될 수 있으며, 본 발명에서는 상기 개폐수단(50)의 일실시예로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 증발원 몸체(20)의 일단부에 구비되는 도어(52)와, 상기 도어(52)의 일측을 증발원 몸체(20)에 결합하는 힌지결합부(54)와, 상기 도어(52)를 증발원 몸체(20)에 닫은 후 닫은 상태를 유지하도록 하는 잠금부(56)로 이루어질 수 있다.
상기 도어(52)는 도가니(10)가 출입가능한 크기로 형성되어야 하며, 상기 증발원 몸체(20)의 일단뿐 아니라, 증발원 몸체(20)의 일부분에 형성됨이 가능하다.
본 발명의 일실시예로 제시한 개폐수단(50)은 상기 힌지결합부(54)를 중심으로 상기 도어(52)가 여닫히는 구조이며, 이 경우, 상기 잠금부(56)는 상기 증발원 몸체(20)에 결합된 일단을 중심으로 회동가능한 잠금편으로 이루어지어, 닫혀진 도어(52)를 고정시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 사시도로서, 상기 개폐수단(60)은 증발원 몸체(20)의 상면에 형성된 개구부(62)와, 상기 개구부(62)에 결합되며, 상기 노즐(30)이 구비되는 덮개(64)로 이루어질 수도 있다.
즉, 상기 덮개(64)가 개구부(62)를 개폐시킴으로써, 상기 증발원 몸체(20)를 개폐시킬 수 있으며, 도가니(10)의 교체가 필요할 경우 개별적으로 도가니(10)의 인입 및 인출이 용이하여 종래의 기술에 비해 도가니 교체시간의 단축이 가능하다.
여기서, 상기 증발원 몸체(20)의 개구부(62)와 상기 덮개(64)는 끼워맞춤 형태로도 결합될 수 있다. 즉, 상기 덮개(64)가 상기 개구부(62)에 착탈식으로 결합되어 도가니(10)의 인입 또는 인출 등의 필요시에 상기 덮개(64)를 개구부(62)에서 이탈시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 덮개(64)는 슬라이딩 방식으로도 개폐될 수 있다. 즉, 상기 개구부(62)의 양측면에는 상기 덮개(64)가 증발원 몸체(20)의 길이 방향으로 슬라이딩 결합할 수 있도록 가이드홈(66)이 형성되어, 상기 개구부(62)와 덮개(64)는 슬라이드 방식으로 결합가능한 것이다.
상기 가이드홈(66)은 그 단면형상이 대략 'ㄷ'자형으로 이루어지는 슬라이드 레일이 구비되며, 상기 덮개(64)의 양측부는 상기 'ㄷ'자형으로 이루어지는 슬라이드 레일에 끼워지는 플렌지 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 상기 덮개(64)는 양측으로 돌출되는 플랜지 형상을 갖는다.
이처럼 양측에 플랜지 형상으로 마련되는 덮개(64)는, 가이드홈(66)의 슬라이드 레일에 슬라이드 방식으로 삽입되어 쉽게 결합될 수 있으며, 다시 쉽게 분리될 수 있으므로, 증착물질이 수용된 도가니(10)의 교체를 용이하게 할 수 있다.
이에 따라 도가니(10)의 증착물질이 모두 소모된 후, 재충전하는 작업시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 증발원 몸체(20)와 덮개(64)를 신속하게 다시 결합시킨 후 증착공정을 재개할 수 있다.
한편, 상기 덮개(64)가 닫힌 상태를 안정적으로 유지하기 위해, 상기 증발원 몸체(20)의 일단, 즉 상기 가이드홈(66)의 일단은 상기 덮개(64)의 슬라이드 이동을 멈출 수 있도록 폐쇄된 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 증발원 몸체(20)의 타단에는 잠금부(도시안함)가 구비될 수 있다.
한편, 상기와 같이 슬라이드 방식으로 결합되는 덮개(64)는 상술한 증발원 몸체(20)의 상면뿐 아니라, 증발원 몸체(20)의 양측면 또는 저면에도 설치될 수 있음은 물론이다.
이와 같이 양측면 또는 저면에 덮개(64)가 설치되기 위해서, 증발원 몸체(20)의 양측면 또는 저면에는 상술한 가이드홈(66)의 구조가 형성되며, 이에 대한 설명은 상술한 바와 동일하므로, 생략하도록 한다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.
10 : 도가니 20 : 증발원 몸체
30 : 노즐 40 : 히터
50 : 개폐수단 52 : 도어
54 : 힌지결합부 56 : 잠금부
60 : 개폐수단 62 : 개구부
64 : 덮개

Claims (10)

  1. 복수의 도가니가 내부에 배치되는 증발원 몸체;
    상기 증발원 몸체의 상면에 형성된 복수개의 노즐;
    상기 증발원 몸체에 설치되어 도가니 내부의 증착 물질을 가열하기 위한 히터; 및
    상기 도가니의 인입 및 인출을 위해 상기 증발원 몸체에 구비되는 개폐수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 도가니 개별 증발형 선형증발원.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 도가니는 등간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 도가니 개별 증발형 선형증발원.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 도가니는 원통형 또는 직육면체의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도가니 개별 증발형 선형증발원.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 도가니는 상면의 개구부를 통해 분사되는 증착 물질의 증착범위가 인접한 도가니의 증착범위와 부분적으로 중첩가능한 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 도가니 개별 증발형 선형증발원.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 증발원 몸체는 직육면체 형상으로 이루어지고, 그 외면에 상기 히터가 감겨 구성되는 것을 특징으로 하는 도가니 개별 증발형 선형증발원.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 도가니는 원통형으로 이루어지고,
    상기 증발원 몸체는 길이 방향으로 일부의 영역이 중첩되도록 배치되는 원형 형상이 연속되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도가니 개별 증발형 선형증발원.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 개폐수단은 상기 증발원 몸체의 일단부에 구비되는 도어와,
    상기 도어의 일측을 증발원 몸체에 결합하는 힌지결합부와,
    상기 도어를 증발원 몸체에 닫은 후 닫은 상태를 유지하도록 하는 잠금부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도가니 개별 증발형 선형증발원.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 잠금부는 상기 증발원 몸체에 결합된 일단을 중심으로 회동가능한 잠금편으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도가니 개별 증발형 선형증발원.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 개폐수단은 증발원 몸체의 상면에 형성된 개구부와,
    상기 개구부에 결합되며, 상기 노즐이 구비되는 덮개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도가니 개별 증발형 선형증발원.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 개구부의 양측면에는 상기 덮개가 증발원 몸체의 길이 방향으로 슬라이딩 결합할 수 있도록 가이드홈이 형성되어,
    상기 개구부와 덮개는 슬라이드 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 도가니 개별 증발형 선형증발원.
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