KR20170090452A - 증발 목적들을 위한 도가니 조립체 - Google Patents

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KR20170090452A
KR20170090452A KR1020177017599A KR20177017599A KR20170090452A KR 20170090452 A KR20170090452 A KR 20170090452A KR 1020177017599 A KR1020177017599 A KR 1020177017599A KR 20177017599 A KR20177017599 A KR 20177017599A KR 20170090452 A KR20170090452 A KR 20170090452A
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우베 슈슬러
슈테판 뱅거트
요세 마누엘 디에게즈-캄포
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

일반적으로, 본 개시물은 재료들을 증착시키기 위한 시스템들, 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 개시물은, 소스 재료를 증발시키기 위한 도가니에 관한 것이다. 도가니는, 소스 재료를 수용하기 위한 내측 용적을 둘러싸는 내측 표면을 구비한 벽 및 도가니의 내측 용적 내에 배열된 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들을 갖는다.

Description

증발 목적들을 위한 도가니 조립체{CRUCIBLE ASSEMBLY FOR EVAPORATION PURPOSES}
[0001] 본 개시물은 일반적으로, 증발기들(evaporators), 도가니들(crucibles), 소스재료들의 증착에 관한 것이며, 재료들, 예컨대, 유기 재료들을 증착시키기 위한 시스템들, 장치들, 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 개시물은, 예컨대, 디바이스들, 특히, 유기 재료들을 디바이스들 내에 포함하는 디바이스들을 제조하기 위한 증착 시스템들에서 증발 조립체들과 함께 사용하기 위한, 유기 재료들을 위한 증발 도가니들에 관한 것이다.
[0002] 유기 증발기들은, 예컨대, OLED(organic light-emitting diodes)의 생산을 위한 툴들이다. OLED들은, 방출 층이, 특정 유기 화합물들의 얇은-필름을 포함하는, 특수한 유형의 발광 다이오드이다. OLED들(organic light emitting diodes)은, 정보를 디스플레이하기 위한, 텔레비전 스크린들, 컴퓨터 모니터들, 모바일 폰들, 다른 휴대용 디바이스들, 등의 제조에서 사용된다. OLED들은 또한, 일반 공간 조명을 위해서 사용될 수 있다. OLED 디스플레이들에서 가능한 색들의 범위들, 밝기, 및 시야각은, OLED 픽셀들이 직접 빛을 방출하고 백라이트를 사용하지 않기 때문에, 종래의 LCD 디스플레이들보다 더 크다. 따라서, OLED 디스플레이들의 에너지 소비는 종래의 LCD 디스플레이들의 에너지 소비보다 적다. 또한, OLED들이 가요성 기판들 상에 더 용이하게 제조될 수 있다는 사실은, 추가적인 애플리케이션들을 초래한다. 예컨대, 전형적인 OLED 디스플레이는, 2개의 전극들 사이에 놓인 유기 재료의 층들을 포함할 수 있는데, 그러한 층들은, 개별적으로 에너자이징 가능한(energizable) 픽셀들(pixels)을 갖는 매트릭스 디스플레이 패널(matrix display panel)을 형성하는 방식으로 기판 상에 증착된다. OLED는 일반적으로, 2개의 유리 패널들 사이에 위치되고, OLED를 유리 패널들 내에 캡슐화하기(encapsulate) 위해, 유리 패널들의 엣지들은 밀봉된다(sealed).
[0003] 다양한 난제들을 야기하는, OLED 조명 애플리케이션들 또는 OLED 디스플레이들의 제조에서의 일 스테이지는, 기판 상의 높은 등급의 층 균일성을 달성하도록 유기 재료들을 증착시키는 프로세스이다. 또한, 예컨대, 민감한 유기 재료들의 증발을 위한 특정 조건들이 존재하는 것이 고려되어야 하는데, 예컨대, 그러한 재료들은 진공에서 증발되어 기판 상에 증착된다.
[0004] 따라서, 고품질의 OLED 디스플레이 디스플레이들과 같은 디바이스들을 형성하기 위한 새롭고 개선된 시스템들, 장치들 및 방법들이 끊임없이 필요하다.
[0005] 상기 관점에서, 양태에 따르면, 도가니가 제공된다. 도가니는: 소스 재료를 수용하기 위한 내측 용적을 둘러싸는 내측 표면을 구비한 벽 및 도가니의 내측 용적 내에 배열된 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들을 포함한다.
[0006] 또한, 소스 재료를 증발시키기(vaporizing) 위한 증발 조립체가 제공된다. 증발 조립체는: 상기 설명된 바와 같은 도가니, 및 증발된 소스 재료를 도가니로부터, 코팅될 기판으로 안내하도록 이루어진 적어도 하나의 분배 조립체를 포함한다.
[0007] 또한, 소스 재료를 수용하기 위한 내측 용적을 둘러싸는 내측 표면을 구비한 벽을 갖고 도가니의 내측 용적 내에 적어도 하나의 열 전달 엘리먼트를 포함하는 도가니로부터 증발된 소스 재료로 기판을 코팅하기 위한 방법이 제공된다. 방법은: 도가니 내에 소스 재료를 제공하는 단계; 적어도 하나의 열 전달 엘리먼트를 이용하여 도가니의 내측 용적의 간접 가열을 제공함으로써 소스 재료를 증발 온도로 가열하는 단계; 및 증발된 소스 재료를 기판의 표면으로 안내하는 단계를 포함한다.
[0008] 본 개시물의 추가적인 양태들, 장점들, 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명, 및 첨부한 도면들로부터 자명하다.
[0009] 상기 언급된 실시예들 중 몇몇은, 이하의 도면들을 참조하여 전형적인 실시예들의 이하의 상세한 설명에서 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 도가니의 개략도를 도시하고;
도 2는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 추가적인 도가니의 개략도를 도시하며;
도 3은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 또 추가적인 도가니의 개략도를 도시하고;
도 4는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 도 2에 도시된 도가니의 단면 사시도를 도시하며;
도 5는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 다른 도가니의 개략도를 도시하고;
도 6은, 본원의 실시예들에 따른 다른 도가니의 개략도를 도시하며;
도 7은, 본원의 실시예들에 따른 다른 증발 조립체의 개략도를 도시하고;
도 8 및 도 9는, 본원의 실시예들에 따른 증발 조립체의 부분들의 개략도들을 도시하며;
도 10은, 본원의 실시예들에 따른, 소스 재료를 증착시키기 위한 증착 시스템의 개략도를 도시하고;
도 11은, 본원의 실시예들에 따른 도가니로부터 증발된 소스 재료로 기판을 코팅하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다.
[0010] 이제, 본 개시물의 다양한 실시예들이 상세히 참조될 것이며, 다양한 실시예들 중 하나 또는 그 초과의 예들은 도면들에 예시된다. 도면들에 대한 이하의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 일반적으로, 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 각각의 예는 본 개시물의 설명으로서 제공되고, 본 개시물의 제한으로서 의미되지 않는다. 또한, 일 실시예의 부분으로서 예시되거나 설명되는 특징들은, 더 추가적인 실시예를 생성하기 위해 다른 실시예들과 함께 사용되거나 또는 다른 실시예들에 대해 사용될 수 있다. 상세한 설명은 그러한 수정들 및 변형들을 포함하도록 의도된다.
[0011] 본원의 실시예들에 따르면, OLED 생산 기술들은, 예컨대, 유기 재료들과 같은 소스 재료들의, 기판 상의 증착을 포함한다. 증착 프로세스는 고 진공 조건들 하에서 수행된다. 유기 재료를 포함하는 도가니는 유기 재료를 증발시키도록 가열되며, 초래된 증기는 기판 상에 증착된다. 불-균일 증발은, 기판 상에 증착되는 필름의 균일성에 유해한, 증발된 입자들의 증착으로 이어질 수 있기 때문에, 증발 프로세스를 면밀히 모니터링하고 제어하는 것이 유익하다. 증착 레이트(rate)를 더 잘 조절하기 위해, 증발 도가니에서 온도를 유기 재료의 증발 온도로 천천히 증가시킴으로써 유기 재료를 원만히(smoothly) 증발시키는 것이 유익할 수 있다.
[0012] 본원에서 설명되는 실시예들에서, 본원에서 사용되는 바와 같은 "증발"이라는 용어는, 액체로부터 증기로의 증발의 프로세스 및 고체로부터 증기로의 승화(sublimation) 양자 모두를 포함해야 한다.
[0013] 본 개시물의 발명자들은, 종래의 도가니들에서, 소스 재료로의 불-균일한 열 입력이 발생할 수 있으며, 이는, 도가니의 내부의 소스 재료의 불균등한(unequal) 대량 증발을 초래한다는 것을 발견하였다. 불균등한 대량 증발은, 기판 상에 증착되는 필름의 균일성에 부정적인 영향을 줄 수 있으며, 생산되는 디바이스의 전체 품질을 열화시킬 수 있다.
[0014] 본 개시물은, 소스 재료들, 예컨대, 유기 재료들을 기판 상에 균일하게 증착시키기 위한, 그리고 소스 재료 소비의 효율을 개선하기 위한 개선된 시스템들, 장치들, 및 방법들을 제공하는 것에 의해, 이러한 문제들을 다룬다. 특히, 본 개시물은, 디바이스들을 제조하기 위한 증착 시스템들에서 증발 조립체들과 함께 사용하기 위한 개선된 도가니들을 제공한다. 예컨대, 본원의 실시예들에 따르면, 소스 재료를 포함하는 도가니는, 도가니의 내측 용적 내에서 도가니에 가해지는 열을 균질하게(homogenously) 재분배하도록 구성된 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 도가니의 내측 용적의 균질한 가열은, 도가니 내의 소스 재료의 균질한 증발을 개선하며, 코팅 또는 디바이스 제조 프로세스 동안 증착되는 층(들)의 전체 균일성에 기여할 수 있다.
[0015] 도 1은, 본원의 실시예에 따른, 소스 재료를 수용하기 위한 내측 용적(150)을 둘러싸는 내측 표면을 구비한 벽을 포함하는 도가니(100)의 실시예를 예시한다. 도 1에 도시된 도가니는, 대칭 평면(101)에 관하여 거울 대칭인 2개의 반쪽들(halves)로서 예시된다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 도가니는, 하나 또는 그 초과의 분배 조립체들을 더 포함할 수 있는 증발 조립체의 일부일 수 있다. 하나 또는 그 초과의 분배 조립체들은, 예컨대, 배출구들(예컨대, 노즐들)을 구비한 하나 또는 그 초과의 분배 파이프들을 포함할 수 있으며, 분배 파이프들은 증발된 소스 재료를 도가니로부터 기판으로 안내한다. 도 1에 도시된 실시예에 따르면, 도가니(100) 및 분배 파이프는, 예컨대, 형상-끼워맞춤(form-fit) 연결을 제공하는 커넥터(103)를 통해 서로 연결될 수 있다. 본원의 실시예들에서, 도가니와 분배 파이프 사이의 연결은 부가적으로 또는 대안적으로, 플랜지 유닛(flange unit)을 포함할 수 있다. 본원의 실시예들에 따르면, 도가니 및 분배 파이프는 개별 유닛들로서 제공되며, 이들은, 예컨대, 증발 조립체의 동작을 위해, 플랜지 유닛에서 연결되거나 조립될 수 있고 그리고 분리될 수 있다.
[0016] 본원의 실시예들에 따르면, 도가니(100)의 벽은 바닥부 벽(167) 및 정상부 벽(168)을 포함할 수 있다. 바닥부 벽 및 정상부 벽(167, 168)은 측벽들(161-166)을 통해 서로 연결될 수 있다. 도가니(100)의 내측 용적(150)은, 각각, 바닥부 벽(167), 정상부 벽(168), 및 측벽들(161-166), 또는 측벽의 각각의 부분들에 의해 둘러싸일 수 있다. 본원의 실시예들에 따르면, 적어도 정상부 벽(168)은, 증발된 소스 재료가 도가니로부터 빠져나가고 그리고, 예컨대, 분배 조립체에 진입하는 것을 허용하는 개구부(104)를 포함할 수 있다. 특히, 도가니의 개구부는, 증발된 소스 재료를 기판으로 안내하는 분배 파이프에 연결될 수 있다.
[0017] 도 1에 도시된 실시예에 따르면, 외측 가열 유닛(125)이 도가니(100)의 벽에 또는 벽 내에 제공될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에서, 가열 유닛은, 예컨대, 하나 또는 그 초과의 가열기들일 수 있다. 외측 가열 유닛은, 적어도, 도가니(100)의 벽의 부분을 따라서 연장될 수 있다. 본원의 몇몇 구현예들에 따르면, 도가니(100)는 쉴드(shield; 127)를 더 포함할 수 있다. 쉴드(127)는, 외측 가열 유닛(125)에 의해 제공되는 열 에너지를 다시 도가니(100)의 엔클로저(enclosure)를 향하여 반사하도록 구성될 수 있다. 본원의 실시예들에 따르면, 쉴드는 증발 도가니(100)의 내측 용적(150) 내의 유기 재료의 효율적인 가열을 지원할 수 있다.
[0018] 본원에서 설명되는 몇몇 실시예들에 따르면, 도가니의 적어도 부분의 주위에 제공된 하나 또는 그 초과의 가열 유닛들은 도가니의 내측 용적 내로 연장되지 않는다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 도가니 내에 포함되는 소스 재료를 증발시키기 위해 제공되는 총 가열 전력의, 예컨대, 5%와 같은, 최대 3% 내지 10%가 도가니의 내측 용적 내에서 생성된다. 도가니의 내측 용적 내에 가열 유닛을 제공하는 것은, 도가니의 적어도 부분의 주위에서, 외부 상에 제공된 가열 유닛의 온도 조절을 방해할 수 있다.
[0019] 본원에서 설명되는 몇몇 실시예들에 따르면, 분배 파이프는 또한, 도가니로부터 기판으로 안내되는 증발된 재료의 정밀한 온도 제어를 용이하게 하는 가열 유닛을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 열 쉴드들이 또한 분배 파이프 주위에 제공될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 열 쉴드들은 증발 조립체로부터의 에너지 손실을 감소시킬 수 있으며, 이는, 코팅/제조 프로세스 동안 전체 에너지 소비를 감소시킬 수 있다. 추가적인 양태로서, 특히, 유기 재료들의 증착의 경우, 증발 조립체로부터 발생되는 열 복사(heat radiation), 특히, 증착 동안 기판을 향하는 열 복사가 감소될 수 있다. 디스플레이 제조의 경우, 마스크 및 기판의 온도의 정밀한 제어는 특히 유익하다. 하나 또는 그 초과의 열 쉴드들을 채용함으로써, 증발 조립체로부터 발생되는 열 복사가 감소될 수 있거나 회피될 수 있다. 따라서, 본원에서 설명되는 몇몇 실시예들은 하나 또는 그 초과의 열 쉴드들을 포함한다.
[0020] 본원의 실시예들에 따르면, 열 쉴드들은, 분배 조립체 및 도가니의 외부로의 열 복사를 감소시키기 위해, 여러 개의 쉴딩 층들을 포함할 수 있다. 추가적인 선택 사항으로서, 열 쉴드(들)는, 유체, 예컨대, 공기, 질소, 물, 또는 다른 적절한 냉각 유체들에 의해 능동적으로(actively) 냉각되는 쉴딩 층들을 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 또 추가적인 실시예들에 따르면, 증발 조립체를 위해 제공된 하나 또는 그 초과의 열 쉴드들은, 증발 도가니(100) 및/또는 분배 파이프와 같은, 증발 조립체의 각각의 부분들을 둘러싸는 시트 금속들(sheet metals)을 포함할 수 있다. 예컨대, 시트 금속들은 0.1mm 내지 3mm의 두께를 가질 수 있고, 철 금속들(ferrous metals)(SS) 및 비철 금속들(non-ferrous metals)(Cu, Ti, Al)을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로부터 선택될 수 있으며, 예컨대, 0.1mm 또는 그 초과의 갭만큼 서로에 대해서 이격될 수 있다.
[0021] 본원의 실시예들에 따르면, 도 1에 도시된 도가니(100)는, 도가니(100)의 내측 용적(150) 내에 배열된 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들(170)을 포함할 수 있다. 열 전달 엘리먼트들(170)은 도가니의 내측 용적의 간접 가열을 제공하도록 구성된다. 본원에서 설명되는 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들(170)로부터의 열은, 도가니(100)의 내측 용적(150) 내의 소스 재료에 직접적으로 제공되며, 소스 재료는 파우더들(powders), 액체들, 및/또는 펠릿들(pellets)의 형태일 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에서, 열 전달 엘리먼트들은 열을 수동적으로(passively) 수용하도록 구성되며, 예컨대, 가열 유닛 및/또는 전력 공급부에 대한 직접 연결을 필요로 하지 않을 수 있다.
[0022] 본원의 실시예들에 따르면, 열 전달 엘리먼트들(170)은, 예컨대, 열을 도가니의 외부로부터 그리고/또는 벽으로부터 수용할 수 있다. OLED 증착 프로세스 동안, 도가니의 외부로부터 그리고/또는 벽으로부터의 열은, 열 전달 엘리먼트들(170)에 의해, 도가니의 내측 용적 내에 분배되어, 소스 재료의 더 균질한 가열 및 이후의 증발을 보장한다. 본원에서 설명되는 몇몇 실시예들에 따르면, 열 전달 엘리먼트들은, 도가니의 내측 용적 내의 임의의 특정 위치에서 측정된 온도가, 미리 결정된 온도와 비교하여 그리고/또는 도가니의 내측 용적 내의 다른 특정 위치에서의 온도와 비교하여, 10℃ 또는 그 미만, 예컨대, 5℃ 또는 그 미만, 예컨대, 0.5℃ 내지 3℃의 최대 온도 차이만큼 상이하도록, 도가니의 내측 용적 내에 배열된다. 또 추가적으로, 부가적으로, 또는 대안적으로, 최대 온도 차이는 4% 또는 그 미만, 예컨대, 2% 또는 그 미만, 예컨대, 0.2% 내지 1.1%일 수 있다.
[0023] 도 1에 도시된 실시예에서, 열 전달 엘리먼트들(170)은 도가니(100)의 벽으로부터 내측 용적(150) 내로 돌출된다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같은 실시예는, 제 1 열 전달 엘리먼트(171) 및 제 2 열 전달 엘리먼트(172)를 포함한다. 제 1 및 제 2 열 전달 엘리먼트들(171, 172)은, 각각의 제 1 및 제 2 열 전달 엘리먼트들에 액체를 수용하기 위해, 컵(cup)-형상이다. 본원의 실시예들에 따르면, 액체는 소스 재료일 수 있다. 본원의 실시예들에 따르면, 제 1 및 제 2 열 전달 엘리먼트들(171, 172)은, 도가니(100)의 측벽들(161-166) 중 임의의 하나 또는 그 초과의 측벽들의 적어도 부분에 연결된다.
[0024] 열 전달 엘리먼트들(171, 172)은, 제 1 열 전달 엘리먼트(171)가 제 2 열 전달 엘리먼트(172) 위에 배열되도록 도가니(100)의 내측 용적(150) 내에 제공될 수 있다. 이러한 특정 실시예에서, "위에(above)"라는 용어는, 제 1 열 전달 엘리먼트(171)가, 제 2 열 전달 엘리먼트(172)보다, 도가니의 개구부(104)에 더 가까이 배열되는 것을 설명하도록 의도된 것이다.
[0025] 제 1 및 제 2 열 전달 엘리먼트들(171, 172)은 동일한 형상을 가질 수 있거나, 또는 제 1 및 제 2 열 전달 엘리먼트들은 기하형상(geometry) 및/또는 크기에 관하여 상이할 수 있다. 특히, 본원의 실시예들에 따르면, 열 전달 엘리먼트들(170)은 플레이트(plate)-형 부분(171a, 172a) 및 튜브(tube)-형 부분(171b, 172b)을 갖는다. 플레이트-형 부분(171a, 172a)은, 적어도, 도가니(100)의 내측 표면의 부분을 따라서 측벽(161-166)에 연결될 수 있다. 튜브-형 부분(171b, 172b)은 플레이트-형 부분(171a, 172a)의 중앙에 배열될 수 있다. 튜브-형 부분(171b, 172b)은 도가니(100)의 개구부(104)를 향해 연장될 수 있으며, 도가니와 분배 조립체 사이, 특히, 도가니(100)와 분배 파이프 사이의 유체 교환을 위한 연결을 제공한다. 본원의 실시예들에서, 열 전달 엘리먼트들(171, 172)의 튜브-형 부분(171b, 172b)의 개구부의 중심과, 도가니 개구부(104)의 중심은, 도가니(100)의 중심축(105)을 따라서 정렬되도록 배열될 수 있다.
[0026] 본원의 실시예들에 따르면, 소스 재료, 특히 액체 소스 재료가, 튜브-형 부분(171b, 172b), 플레이트-형 부분(171a, 172a), 그리고 벽의 내측 표면 사이의 공간에 제공될 수 있다.
[0027] 도 1에 도시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 열 전달 엘리먼트들(171, 172)은 도가니(100)의 내측 용적(150)을 내측 용적(150)의 3개의 별개의 서브-공간들로 분리하며, 서브 공간들은 각각의 제 1 및 제 2 열 전달 엘리먼트들(171, 172)의 튜브-형 부분들(171b, 172b)을 통해 상호 연결된다(interconnected). 본원의 몇몇 실시예들에 따르면, 도가니(100)는 오직, 도가니의 내측 용적 내에 배열된 단일 열 전달 엘리먼트만을 포함할 수 있으며, 단일 열 전달 엘리먼트는 내측 용적을 2개의 별개의 서브-공간들로 분리하고, 서브-공간들은 열 전달 엘리먼트의 튜브-형 부분에 의해 상호 연결된다. 유사하게, 본원의 추가적인 실시예들에 따르면, 도가니는, 도가니의 내측 용적을 4개, 5개, 또는 그 초과의 별개의 서브-공간들로 분리하는 3개, 4개, 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
[0028] 본원에서 설명되는 몇몇 실시예들에 따르면, 도가니(100)의 벽의 내측 표면은 제 1 크기의 제 1 지역을 가질 수 있고, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들(170)은 내측 용적(150) 내에 제 2 크기의 제 2 지역을 제공할 수 있다. 본원의 실시예들에 따르면, 제 2 지역은 제 1 지역과 동일한 크기를 가질 수 있다. 본원에서 설명되는 또 추가적인 실시예들에 따르면, 제 1 및 제 2 지역의 결합된 크기는 제 1 크기의 적어도 2배이다.
[0029] 본원의 몇몇 실시예들에 따르면, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들은, 높은 열 전도율(thermal conductivity)을 갖는, 금속들 또는 합금들을 포함하는 재료들로 만들어질 수 있다. 예컨대, 열 전달 엘리먼트들은, 이하의 목록: 티타늄, 스테인리스 스틸, 및 DLC(diamond-like carbon)로부터 선택된 임의의 하나 또는 그 초과의 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 본원의 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들의 재료는, 증발 프로세스 동안 열 전달 엘리먼트들이 소스 재료와 반응하지 않도록, 소스 재료들에 대해 불활성(inert)일 수 있다. 사용되는 소스 재료의 증발 온도에 따라서, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들의 재료들은, 적어도, 소스 재료의, 예컨대, 150℃와 650℃ 또는 그 초과 사이의 어딘가에 있을 수 있는 증발 온도까지 안정적이고 불활성이어야 한다.
[0030] 도 2는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 추가적인 도가니의 개략도를 도시한다. 도 2에 도시된 도가니는, 대칭 평면(201)에 관하여 거울 대칭인 2개의 반쪽들로서 예시된다. 도가니(200)는, 도가니(200)의 벽으로부터 내측 용적(250) 내로 돌출되는 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들(270)을 포함할 수 있다. 특히, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들은 도가니의 측벽으로부터 내측 용적 내로 돌출될 수 있다. 도 1에 도시된 도가니의 기하형상과 유사하게, 도 2에 도시된 도가니(200)는, 측벽들(261-266)을 통해 서로 연결된 바닥부 벽(267) 및 정상부 벽(268)을 포함할 수 있다. 도가니(200)는, 증발된 소스 재료가 도가니로부터 빠져나가고 분배 조립체에 진입하는 것을 허용하는 개구부(204)를 포함할 수 있다.
[0031] 도 1에 도시된 실시예와 유사하게, 분배 조립체는, 예컨대, 배출구들(예컨대, 노즐들)을 구비한, 하나 또는 그 초과의 분배 파이프들(도 2에서 도시되지 않음)을 포함할 수 있으며, 분배 파이프들은 증발된 소스 재료를 도가니로부터 기판으로 안내한다. 도가니(200)와 분배 파이프는 형상-끼워맞춤 연결(203)을 통해 서로 연결될 수 있다. 본원의 실시예들에 따르면, 도가니와 분배 파이프 사이의 연결은 부가적으로 또는 대안적으로 플랜지 유닛을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예와 유사하게, 도가니(200) 및 분배 파이프는 개별 유닛들로서 제공되며, 이들은, 예컨대, 증발 소스의 동작을 위해, 플랜지 유닛에서 연결되거나 조립될 수 있고 그리고 분리될 수 있다.
[0032] 본원의 실시예들에 따른 도가니(200)는, 도가니의 내측 용적(250) 내에 배열된 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들(270)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들(270)은 6개의 플레이트들(271-276)로서 제공된다. 일반적으로, 6개의 플레이트들은, 증발된 소스 재료들을 분배 조립체를 향해 안내하기 위해, 도가니의 내측 용적(250) 내에 배열된다. 6개의 플레이트들(271-276) 각각은, 도가니(200)의 벽으로부터 내측 용적(250)의 중심을 향하여 돌출된다. 본원의 실시예들, 그리고 도 2에 도시된 도가니의 상이한 개략도를 도시하는 도 4에서 더 상세하게 도시되는 바와 같은 실시예들에 따르면, 6개의 플레이트들(271-276) 각각은 도가니(200)의 각각의 측벽들(261-266)과 수직이 되도록 배열될 수 있다. 본원의 실시예들에서, 도가니(200)는 육각형의 기하형상을 가질 수 있다. 그러나, 본원의 추가적인 실시예들에 따르면, 도가니는 육각형의 기하형상에 제한되지 않으며, 직사각형(rectangular), 원형, 타원형, 삼각형 형상과 같은 추가적인 기하학적 형상들을 포함할 수 있다.
[0033] 6개의 플레이트들(271-276) 중 임의의 하나 또는 전부는 도가니(200)의 벽을 통해 또는 벽 내로 연장될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에 따르면, 6개의 플레이트들(271-276) 중 임의의 하나 또는 그 초과는 도가니(200)의 각각의 측벽들(261-266) 각각을 통해 연장될 수 있다. 그러나, 본원에서 설명되는 실시예들에서, 6개의 플레이트들(271-276) 중 임의의 하나 또는 그 초과는, 바닥부 벽(267), 측벽(261-266), 및 정상부 벽(268) 중 적어도 하나를 완전히 통해서 연장될 수 있다.
[0034] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 도가니(200)의 벽은, 6개의 플레이트들(271-276)을 수용하기 위해 복수의 슬릿들(slits)을 포함할 수 있다. 슬릿들은 도가니(200)의 벽을 완전히 통해서 연장될 수 있다. 본원의 실시예들에서, 슬릿들은 조립 절차를 간략화할 수 있고, 열이 외부로부터 도가니의 내측 용적으로 효과적으로 전도된다는 것을 보장할 수 있다. 예컨대, 도가니의 조립 동안, 플레이트들은 슬릿들 내로 삽입될 수 있고, 또한, 외부로부터 도가니에 용접될 수 있다.
[0035] 본원의 실시예들에 따르면, 6개의 플레이트들(271-276) 중 임의의 하나 또는 그 초과는, 도가니(200)의 내측 용적(250)의 총 길이(269)의 약 0%와 약 100% 사이의 어딘가에서, 도가니(200)의 중심축(205)에 대해 평행하게, 길이방향(longitudinal direction)으로 연장될 수 있다. 예컨대, 6개의 플레이트들(271-276) 중 임의의 하나 또는 그 초과는, 도가니의 내측 용적의 총 길이의 적어도 약 90% 연장될 수 있다.
[0036] 본원에서 설명되는 실시예들에서, 플레이트들은, 2개의 인접한 평면들 - 각각의 평면은 플레이트들(271-276) 중 하나와 평행하게 연장됨 - 사이의 교차점에서의 가장 작은 절대 각도(absolute angle)가, 예컨대, 약 30°, 약 45°, 또는 약 60°와 같이, 약 5°와 약 175° 사이의 어딘가에 있도록 도가니 내에 배열될 수 있다.
[0037] 도 3은, 본원에서 설명되는 추가적인 실시예들에 따른 도가니의 개략도를 도시한다. 도가니(300)는, 도 2에 도시된 실시예에 관하여 설명된 피처들(features) 모두를 포함한다. 그러나, 도 2에 도시된 실시예와 비교할 때, 도 3에 도시된 실시예의 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들(370)은 복수의 플레이트들(371-388)을 포함하는데, 이러한 특정 예에서, 18개의 플레이트들이 도가니(300)의 내측 용적(350) 내에 배열된다. 도 2에 도시된 실시예와 유사하게, 플레이트들(371-388) 각각은 도가니(300)의 벽을 통해 연장된다. 본원의 실시예들에 따르면, 플레이트들의 개수를 증가시키는 것은, 도가니의 내측 용적 내의 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들의 표면적을 증가시킬 수 있다. 선택적으로, 본원의 실시예들에 따르면, 복수의 열 전달 엘리먼트들을 갖는 것은, 도가니가, 도가니의 내측 용적 내의 공간 및 열 분배에 관한 특정한 유익한 구현예들에 따라서 도가니의 내측 용적에 열 전달 엘리먼트들이 부가될 수 있고 그리고/또는 그로부터 제거될 수 있다는 점에서 모듈형(modular)이 되는 것을 허용할 수 있다.
[0038] 도 4는, 도 2에 도시된 도가니(200)의, 선(A-A)을 따른 단면 사시도를 도시한다. 도 4는 6개의 열 전달 엘리먼트들, 예컨대, 플레이트들(271-276)을 도시하며, 각각은 각각의 측벽(261-266)에 대해 약 90°의 각도로 돌출된다. 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들 각각은, 도가니의 벽을 완전히 통해서 연장될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 6개의 플레이트들(271-276) 각각은, 도가니의 외측 에지(290)로 연장된다. 도 4에 도시된 실시예에서, 6개의 플레이트들 중 적어도 4개(272-273, 275-276)는, 도가니의 내측 용적 내로 동일한 거리만큼 돌출될 수 있다. 본원에서 설명되는 몇몇 실시예들에 따르면, 6 또는 그 초과의 플레이트들 전부가, 도가니의 내측 용적 내로 동일한 거리만큼 돌출될 수 있거나, 또는 각각이 상이한 거리만큼 돌출될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들의 특정 어레인지먼트는, 특정 용도에 대해, 그리고 특히, 도가니의 내측 용적 내에서 열의 유리한 분배에 대해 이루어질 수 있다.
[0039] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 하나 또는 그 초과의 가열기들이 벽의 적어도 부분의 주위에 배열될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 가열기들로부터 도가니의 내측 용적을 향하여 열을 반사하는 쉴드가 하나 또는 그 초과의 가열기들 주위에 배열될 수 있다.
[0040] 도 5는, 본원에서 설명되는 추가적인 실시예들에 따른 도가니의 개략도를 도시한다. 도가니(500)는, 도가니의 벽(560))에 의해 정의되는 원형 기하형상을 갖는다. 도가니(500)는, 도가니(500)의 내측 용적(550) 내에 배열될 수 있는 복수의 열 전달 엘리먼트들, 예컨대, 플레이트들(571-578)을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 실시예에 따른 열 전달 엘리먼트들은 8개의 플레이트들의 형태일 수 있으며, 2개의 인접한 평면들 - 각각의 평면은 플레이트들(571-578) 중 하나와 평행하게 연장됨 - 사이의 교차점에서의 가장 작은 절대 각도가 약 45°이도록 도가니(500)의 내측 용적(550) 내에 배열된다. 복수의 열 전달 엘리먼트들의 대칭 어레인지먼트는 도가니의 내측 용적 내에서의 열의 균질한 분배를 보장할 수 있다. 도 5에 도시된 실시예에 따르면, 8개의 플레이트들(571-578)은 도가니(500)의 벽(560)을 완전히 통해서 연장된다. 본원의 추가적인 실시예들에 따르면, 플레이트들 중 하나 또는 그 초과는 도가니(500)의 벽(560)의 내측 표면에 연결될 수 있다. 본원의 몇몇 실시예들에 따르면, 도가니의 내측 표면은, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들이 연결된 리세싱된(recessed) 부분들을 포함할 수 있다. 리세싱된 부분은 도가니의 벽을 완전히 통해서 연장되지 않을 수 있다. 예컨대, 도가니의 조립 동안, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들은, 도가니의 바닥부 및/또는 정상부로부터, 리세싱된 부분 내에 배열될 수 있다.
[0041] 본원에서 설명되는 몇몇 실시예들에 따르면, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들은, 직경(580)이 적어도 10mm로 측정된, 내측 용적의 중앙의 공간이 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들의 어떠한 부분들도 포함하지 않도록 도가니의 내측 용적 내에 배열될 수 있다. 본원의 실시예들에 따르면, 열 전달 엘리먼트의 어떠한 부분들도 포함하지 않는, 도가니의 중앙의 공간은, 예컨대, 직경이 10mm와 35mm 사이인 구체의 형상일 수 있다.
[0042] 도 6은, 본원에서 설명되는 추가적인 실시예들에 따른 도가니의 개략도를 도시한다. 도가니(600)는, 도가니(600)의 벽으로부터 내측 용적(650) 내로 돌출되는 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들(670)을 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 실시예에 따르면, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들(670)은 하나 또는 그 초과의 로드들(rods; 671-675)로서 제공된다. 로드들(671-675) 각각은, 도가니(600)의 적어도 하나의 측벽(661-666)에 대해 수직이 되도록 배열될 수 있다. 도가니(600)는 육각형의 기하형상을 갖는다. 그러나, 본원에서 설명되는 앞선 실시예들 중 임의의 실시예와 유사하게, 도가니는 육각형의 기하형상에 제한되지 않으며, 정사각형(square), 직사각형, 삼각형, 원형, 또는 타원형 형상과 같은 추가적인 기하학적 형상들을 포함할 수 있다.
[0043] 도 6에 도시된 실시예에 따르면, 하나 또는 그 초과의 로드들(671-675) 각각은, 도가니(600)의 내측 용적(650)을 완전히 통해서 연장될 수 있다. 로드들 각각은, 예컨대, 도가니(600)의 2개의 대향하는(opposing) 측벽들(661-664, 662-665, 및 663-666)을 상호 연결한다. 본원의 실시예들에서, 로드들은 도가니의 적어도 2개의 측벽들을 통해서 연장되는 직선형 로드들로서 도시된다. 본원의 몇몇 실시예들에 따르면, 로드들, 플레이트들의 형상 또는 임의의 다른 형상으로 제공될 수 있는 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들은, 도가니의 내측 용적 내의 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들의 표면적을 더 증가시키기 위해, 직선형이 아니라 만곡될(curved) 수 있다.
[0044] 도가니(600)의 측벽들(661-666) 각각은, 5개의(671-675) 로드들을 수용하기 위해, 복수의 홀들(669)을 포함할 수 있다. 홀들(669)은 도가니(600)의 벽을 완전히 통해서 연장된다. 홀들은 조립 절차를 간략화할 수 있고, 열이 외부로부터 도가니의 내측 용적으로 효과적으로 전도된다는 것을 보장할 수 있다. 예컨대, 도가니의 조립 동안, 로드들은 도가니의 외부로부터 홀들(669) 내로 삽입될 수 있고, 또한, 외부로부터 도가니에 용접될 수 있다.
[0045] 본원의 실시예들에 따르면, 도가니는, 도가니의 내측 용적 내에 분포된 5개 초과의 로드들을 포함할 수 있다. 특히, 본원의 실시예들에 따르면, 로드들은 도가니의 벽의 내측 표면을 따라서 반-시계 방향으로, 차례로 쌓아올려(one on top of the other) 배열될 수 있다. 도가니의 내측 용적 내에서의 로드들의 특정 어레인지먼트는, 도가니의 내측 용적 내에서 유리한 열 분배를 충족시키기 위해, 동일한 또는 상이한 도가니들에 대해 변화될 수 있다.
[0046] 도 7은, 본원의 실시예들에 따른 다른 증발 조립체의 개략도를 도시한다. 증발 조립체는 하나 또는 그 초과의 분배 조립체들, 예컨대, 하나 또는 그 초과의 분배 파이프들, 및 하나 또는 그 초과의 증발 도가니들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 분배 파이프는, 증발된 소스 재료를 도가니로부터 수용하고 안내하기 위한 내측 용적을 포함할 수 있다. 특히, 도 7에 도시된 증발 조립체(700)는 적어도 하나의 분배 파이프(706) 및 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같은 적어도 하나의 도가니(100)를 포함한다. 그러나, 본원의 추가적인 실시예들에 따르면, 증발 조립체는, 본원에서 설명되는 열 전달 엘리먼트들 중 임의의 하나 또는 그 초과를 포함하는 도가니들 중 임의의 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다.
[0047] 분배 파이프(706)는 가열 유닛(715)을 구비한 세장형(elongated) 큐브일 수 있다. 도 1에 도시된 도가니에 관하여 설명된 바와 같이, 도가니(100)는, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들(170)을 통해 가열 유닛(125)으로부터 제공되는 열에 의해 증발될 유기 재료를 위한 저장용기(reservoir)일 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 분배 파이프의 가열 유닛은 분배 파이프를 가열할 수 있으며, 도가니(100)에 의해 제공되는 유기 재료의 증기가 분배 파이프(706)의 벽의 내측 부분에 응축되는 것을 방지할 수 있다.
[0048] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 분배 파이프는 중공형(hollow) 실린더일 수 있다. 실린더라는 용어는, 일반적으로 인정되는 바와 같이, 원형 바닥부 형상 및 원형 상부 형상 그리고 상부 원과 작은 하부 원을 연결하는 만곡된 표면 지역 또는 쉘(shell)을 갖는 것으로 이해될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 코팅 프로세스 동안 사용되는 마스크 및/또는 코팅될 기판으로의 감소된 열 전달을 위해, 하나 또는 그 초과의 열 쉴드들 및/또는 냉각 쉴드 어레인지먼트들이 제공될 수 있다. 예컨대, 증발 소스로부터 기판 및/또는 마스크로의 열 전달은, 분배 조립체를 둘러싸는 열 쉴드들 및 냉각 쉴드 어레인지먼트들을 관통하는 노즐들을 갖는 것에 의해 감소될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 부가적인 또는 대안적인 실시예들에 따르면, 실린더라는 용어는 추가적으로, 수학적 의미에서, 임의의 바닥부 형상, 동일한 상부 형상, 및 상부 형상과 하부 형상을 연결하는 만곡된 표면 지역 또는 쉘을 갖는 것으로 이해될 수 있다. 실린더는 반드시 원형 단면을 가질 필요는 없다. 그보다는, 베이스 표면 및 상부 표면은 원과 상이한 형상을 가질 수 있다.
[0049] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는, 본원의 실시예들에 따르면, 분배 파이프(706)는 선형(linear) 증발 조립체를 제공한다. 분배 파이프(706)는, 분배 파이프(706)의 길이 방향을 따라서 배열된 복수의 개구부들(712)을 포함한다. 대안적인 실시예에 따르면, 분배 파이프의 길이 방향을 따라서 연장되는 하나의 세장형 개구부가 제공될 수 있다. 예컨대, 세장형 개구부는 슬릿일 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 분배 파이프는 본질적으로 수직으로 연장된다. 예컨대, 분배 파이프(706)의 길이는 적어도, 증발 조립체를 이용하여 증착될 기판의 높이에 대응할 수 있다. 많은 경우들에서, 분배 파이프(706)의 길이는, 증착될 기판의 높이보다, 적어도 10% 또는 심지어 20%만큼 더 길 것이고, 이는, 기판의 하부 단부 및/또는 기판의 상부 단부에서의 균일한 증착을 보조할 수 있다.
[0050] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 분배 파이프의 길이는 1.3m 또는 그 초과, 예컨대, 2.5m 또는 그 초과일 수 있다. 일 구성에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 분배 파이프(706)의 하부 단부에 도가니(100)가 제공된다. 유기 재료가 도가니(100)에서 증발된다. 유기 재료의 증기는 분배 파이프의 바닥부에서 분배 파이프(706)에 진입하고, 분배 파이프(706)의 복수의 개구부들(712)을 통해, 본질적으로 상방으로(upwards), 그리고 그런 다음에 본질적으로 측방으로(sideways), 예컨대, 본질적으로 수직인 기판을 향하여 안내된다.
[0051] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 배출구들(예컨대, 노즐들)은, 예컨대, 수평 내지 15° 상방, 예컨대, 3° 내지 7° 상방의 범위에 있도록 살짝 상방으로의 주 증발 방향을 갖게 배열된다. 기판은, 증발 방향에 대해 실질적으로(예컨대, ± 10°) 수직이 되도록 살짝 기울어질 수 있으며, 이는, 바람직하지 않은 입자 생성을 감소시킬 수 있다. 예시적인 목적들을 위해, 도 7에서 도가니(100) 및 분배 파이프(706)는 열 쉴드들 없이 도시된다. 가열 유닛(715) 및 가열 유닛(125)은, 도 7에 도시된 개략적인 사시도에서 볼 수 있다. 그러나, 본원의 실시예들에 따르면, 도가니 및 분배 파이프 양자 모두는, 하나 또는 그 초과의 가열 유닛들에 의해 제공되는 열 에너지를 분배 파이프 및/또는 도가니의 내측 용적을 향하여 반사하기 위해 하나 또는 그 초과의 열 쉴드 층들을 포함할 수 있다.
[0052] 본원에서 설명되는 실시예들에서, 열 쉴드들은 증발 조립체로부터의 에너지 손실을 감소시킬 수 있고 전체 에너지 소비를 감소시킬 수 있다. 그러나, 추가적인 양태로서, 특히, 유기 재료들의 증착의 경우, 증발 조립체로부터 발생되는 열 복사, 특히, 예컨대, 증착/코팅 프로세스 동안 사용되는 마스크를 향한 열 복사가 감소될 수 있다. 특히, 마스킹된 기판들 상에서의 유기 재료들의 증착의 경우, 그리고 더욱 더 디스플레이 제조의 경우에는, 마스크 및 기판의 온도는 정밀하게 제어되어야 한다. 따라서, 증발 조립체로부터 발생되는 열 복사가 감소될 수 있거나 회피될 수 있다.
[0053] 도 8 및 도 9는, 본원의 실시예들에 따른 상이한 증발 조립체들의 부분들의 개략적인 평면도들을 도시한다. 예컨대, 도 8은, 적어도 3개의 도가니들(100)을 포함하는 증발 조립체(800)의 부분을 도시한다. 도가니들은 육각형 기하형상을 갖는다. 도 9에 도시된 증발 조립체(900)의 부분은, 예컨대, 적어도 2개의 삼각형 도가니들(901)을 포함한다. 본원의 몇몇 실시예들에 따르면, 증발 조립체는 본원에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 복수의 도가니들을 포함할 수 있다. 예컨대, 증발 조립체는, 적어도 하나 또는 그 초과의 분배 조립체들에 연결될 수 있는 둘, 셋, 넷, 또는 그 초과의 도가니들을 포함할 수 있다.
[0054] 도 10은, 본원의 실시예들에 따른, 소스 재료를 기판 상에 증착시키기 위한 증착 시스템의 개략도를 도시한다. 증착 시스템(1000)은, 예컨대, 도 7에 관하여 설명된 증발 조립체와 유사한 증발 조립체(700)를 포함할 수 있다. 증발 조립체(700)는, 예컨대, 도 1에 관하여 설명된 바와 같은 도가니(100), 및 예컨대, 도 7에 관하여 설명된 바와 같은 분배 파이프(706)를 포함한다. 도 10에 도시된 분배 파이프(706)는 지지부(1020)에 의해 지지된다. 또한, 몇몇 실시예들에 따르면, 도가니(100)가 또한 지지부(1020)에 의해 지지될 수 있다. 도 10에 도시된 실시예에 따르면, 2개의 기판들(1010)이 진공 챔버(1050)에 제공된다. 전형적으로, 기판 상의 층 증착의 마스킹을 위한 마스크(1030)는 기판(1010)과 증발 조립체(700) 사이에 제공될 수 있다. 유기 재료는 도가니(100)로부터 증발되고 분배 파이프(706)를 통해 기판(1010)으로 안내된다.
[0055] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 조립체는 하나 또는 그 초과의 도가니들 및 하나 또는 그 초과의 분배 파이프들을 포함할 수 있으며, 하나 또는 그 초과의 분배 파이프들 중 각각의 분배 파이프는 하나 또는 그 초과의 도가니들 중 각각의 도가니와 유체 연통(fluid communication)될 수 있다. OLED 디바이스 제조를 위한 다양한 애플리케이션들은, 둘 또는 그 초과의 유기 재료들이 동시에 증발되는 프로세싱 스테이지들을 포함한다. 따라서, 2개의 분배 파이프들 및 대응하는 증발 도가니들이 서로 옆에 제공될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 하나 초과의 종류의 유기 재료가, 예컨대, 동시에 증발될 수 있다.
[0056] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 기판들은, 본질적으로 수직 포지션에서, 유기 재료로 코팅된다. 즉, 도 10에 도시된 도는, 증발 조립체(700)를 포함하는 증착 장치의 평면도이다. 분배 파이프(706)는, 본질적으로 수직으로 연장되는 선형 증발 조립체를 제공한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 본질적으로 수직은, 특히, 기판 배향에 관한 경우에, 수직 방향으로부터, 20° 또는 그 미만, 예컨대, 10° 또는 그 미만의 편차를 허용하는 것으로 이해된다. 예컨대, 수직 배향으로부터 어떠한 편차를 갖는 기판 지지부가, 더 안정적인 기판 포지션을 초래할 수 있기 때문에, 이러한 편차가 제공될 수 있다. 또한, 소스 재료의 증착 동안의 기판 배향은 본질적으로 수직인 것으로 고려되며, 이는 수평 기판 배향과 상이한 것으로 고려된다. 본원의 실시예들에 따르면, 기판들의 표면은, 하나의 기판 치수에 대응하는 일 방향으로 연장되는 증발 조립체 및 다른 기판 치수에 대응하는 다른 방향을 따른 병진 운동(translational movement)에 의해 코팅된다.
[0057] 도 10에 도시된 증착 시스템(1000)은, 특히, 진공 챔버(1050)에서 유기 재료를 증착시키기 위한 증착 시스템의 실시예를 예시한다. 증발 조립체(700)는 진공 챔버(1050)에, 트랙, 예컨대, 루프형(looped) 트랙 또는 선형 안내부(1025) 상에 제공된다. 트랙 또는 선형 안내부(1025)는 증발 조립체(700)의 병진 운동을 위해 구성된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 상이한 실시예들에 따르면, 병진 이동을 위한 구동부(drive)는, 증발 조립체(700)에, 트랙 또는 선형 안내부(1025)에, 진공 챔버(1050) 내에, 또는 이들의 조합에 제공될 수 있다. 또한, 도 10은, 밸브(1060), 예컨대, 게이트 밸브를 도시한다. 밸브(1060)는, 예컨대, 인접한 진공 챔버(도 10에 도시되지 않음)에 대한 진공 밀봉을 허용할 수 있다. 밸브는, 각각, 진공 챔버(1050) 내로의 또는 진공 챔버(1050) 밖으로의, 기판(1010) 또는 마스크(1030)의 운송을 위해 개방될 수 있다.
[0058] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 추가적인 진공 챔버, 예컨대, 유지보수(maintenance) 진공 챔버(1070)가 진공 챔버(1050)에 인접하여 제공된다. 진공 챔버(1050) 및 유지보수 진공 챔버(1070)는 밸브(1080)에 의해 연결된다. 밸브(1080)는 진공 챔버(1050)와 유지보수 진공 챔버(1070) 사이의 진공 밀봉을 개방하고 폐쇄하도록 구성된다. 증발 조립체(700)는, 밸브(1080)가 개방 상태인 동안에 유지보수 진공 챔버(1070)로 이송될 수 있다. 그 후에, 밸브는 진공 챔버(1050)와 유지보수 진공 챔버(1070) 사이에 진공 밀봉을 제공하도록 폐쇄될 수 있다. 밸브(1080)가 폐쇄되면, 유지보수 진공 챔버(1070)는, 진공 챔버(1050)의 진공을 파괴하지 않고 증발 조립체(700)의 유지보수를 위해 배기될 수 있고 개방될 수 있다.
[0059] 본원의 실시예들에 따르면, 2개의 기판들(1010)은 진공 챔버(1050) 내에서 각각의 운송 트랙들 상에 지지된다. 또한, 기판 상에 마스크들(1030)을 제공하기 위한 2개의 트랙들이 제공된다. 기판들(1010)은 코팅 프로세스 동안 각각의 마스크들(1030)에 의해 마스킹될 수 있다. 전형적인 실시예들에 따르면, 마스크들(1030)은, 마스크(1030)를 미리 결정된 포지션에 홀딩하기 위한 마스크 프레임(1031)에 제공될 수 있다.
[0060] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 기판(1010)은, 정렬 유닛(1012)에 연결되는 기판 지지부(1026)에 의해 지지될 수 있다. 정렬 유닛(1012)은 마스크(1030)에 대해 기판(1010)의 포지션을 조정할 수 있다. 도 10은, 기판 지지부(1026)가 정렬 유닛(1012)에 연결되는 실시예를 예시한다. 따라서, 기판은, 유기 재료의 증착 동안 기판과 마스크 사이의 적절한 정렬을 제공하기 위해, 마스크(1030)에 대해 이동된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 추가적인 실시예에 따르면, 대안적으로 또는 부가적으로, 마스크(1030) 및/또는 마스크(1030)를 홀딩하고 있는 마스크 프레임(1031)이 정렬 유닛(1012)에 연결될 수 있다. 마스크가 기판(1010)에 대해 포지셔닝될 수 있거나, 또는 마스크(1030)와 기판(1010) 양자 모두가 서로에 대해 포지셔닝될 수 있다. 기판(1010)과 마스크(1030) 간의, 서로에 대한 포지션을 조정하도록 구성된 정렬 유닛들(1012)은, 증착 프로세스 동안의 마스킹의 적절한 정렬을 허용하며, 이는, 고품질 또는 OLED 디스플레이 제조에 유익하다.
[0061] 마스크와 기판의 서로에 대한 정렬의 예들은, 마스크의 평면 및 기판의 평면에 본질적으로 평행한 평면을 정의하는 적어도 2개의 방향들에서의 상대 정렬을 허용하는 정렬 유닛들을 포함한다. 예컨대, 정렬은 적어도, x-방향 및 y-방향으로, 즉, 상기-설명된 평행한 평면을 정의하는 2개의 직교 방향들(Cartesian directions)로 수행될 수 있다. 전형적으로, 마스크 및 기판은 본질적으로 서로에 대해 평행할 수 있다. 특히, 정렬은, 기판의 평면 및 마스크의 평면에 대해 본질적으로 수직인 방향으로 더 수행될 수 있다. 따라서, 정렬 유닛은, 마스크와 기판의 서로에 대한, 적어도 X-Y-정렬을 위해, 그리고 특히 X-Y-Z-정렬을 위해 구성된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 하나의 특정 예는, 기판을, 진공 챔버(1050)에서 고정적으로 홀딩될 수 있는 마스크에 대해, x-방향, y-방향, 및 z-방향으로 정렬하는 것이다.
[0062] 도 10에 도시된 바와 같이, 선형 안내부(1025)는 증발 조립체(700)의 병진 운동의 방향을 제공한다. 마스크(1030)는 증발 조립체(700)의 양측 상에 제공될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 마스크들(1030)은 병진 운동의 방향에 대해 본질적으로 평행하게 연장될 수 있다. 또한, 증발 소스, 예컨대, 증발 조립체(700)의 대향하는 측들에 배열된 기판들(1010)이 또한, 병진 운동의 방향에 대해 본질적으로 평행하게 연장될 수 있다. 전형적인 실시예들에 따르면, 기판(1010)은 밸브(1060)를 통해 진공 챔버(1050) 내로 그리고 진공 챔버(1050) 밖으로 이동될 수 있다. 증착 시스템(1000)은, 각각의 기판들(1010)의 운송을 위한 각각의 운송 트랙을 포함할 수 있다. 예컨대, 운송 트랙은, 도 10에 도시된 기판 포지션에 대해 평행하게 그리고 진공 챔버(1050)의 안과 밖으로 연장될 수 있다.
[0063] 전형적으로, 마스크 프레임들(1031) 및 마스크들(1030)을 지지하기 위한 추가적인 트랙들이 제공된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들은, 진공 챔버(1050) 내에 4개의 트랙들을 포함할 수 있다. 예컨대, 마스크의 세정을 위해 마스크들(1030) 중 하나를 챔버 밖으로 이동시키기 위해서, 마스크를 포함하는 마스크 프레임(1031)이 기판(1010)의 운송 트랙 상으로 이동될 수 있다. 그런 다음에, 각각의 마스크 프레임은 기판의 운송 트랙 상에서 진공 챔버(1050)를 빠져나갈 수 있거나 진공 챔버(1050)에 진입할 수 있다. 마스크 프레임들(1031)을 위해 진공 챔버(1050) 내외로의 별도의 운송 트랙을 제공하는 것이 가능할 지라도, 오직 2개의 트랙만이, 즉, 기판을 위한 운송 트랙들만이 진공 챔버(1050) 내외로 연장되는 경우에 증착 시스템(1000)의 소유 비용들이 감소될 수 있으며, 부가적으로, 마스크 프레임들은, 예컨대, 각각의 마스크들(1030)과 함께, 적절한 액츄에이터 또는 로봇에 의해 기판을 위한 운송 트랙들 각각으로 이동될 수 있다.
[0064] 본원의 실시예들에 따르면, 도가니로부터 증발된 소스 재료로 기판을 코팅하기 위한 방법(1100)이 제공된다. 도가니는 상기 설명된 도가니들 중 임의의 하나 또는 그 초과일 수 있으며, 일반적으로, 소스 재료를 수용하기 위한 내측 용적을 둘러싸는 내측 표면을 구비한 벽, 및 도가니의 내측 용적 내에 배열된 적어도 하나의 열 전달 엘리먼트를 포함한다. 방법은, 도가니 내에, 특히, 도가니의 내측 용적 내에 소스 재료를 제공하는 단계(1110)를 포함한다. 본원의 실시예들에 따르면, 소스 재료는 파우더, 액체, 및/또는 펠릿들의 형태일 수 있다. 방법은, 도가니의 내측 용적의 간접 가열을 제공하는 것에 의해 소스 재료를 증발 온도로 가열하는 단계(1120)를 더 포함한다. 특히, 전력은, 적어도, 도가니의 벽의 외측 부분을 따라서 배열된 가열기에 제공될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "외측 부분"이라는 용어는, 도가니의 내측 용적 내에 있지 않은, 도가니의 임의의 부분을 지칭하는 것이다. 예컨대, 벽의 외측 부분은, 예컨대, 쉴드에 의해 커버될 수 있으며 이로써, 가열기는 쉴드와 벽의 외측 부분 사이에 배열된다.
[0065] 소스 재료를 가열하는 단계는 진공 하에서 이루어질 수 있으며, 이는, 파우더로부터 임의의 습기(humidity)의 탈착(desorption)을 돕고, 온도는 점차적으로 증가될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 온도는, 소스 재료의 증발이 발생하기 직전의 대기(stand-by) 온도로 상승될 수 있다. 대기 온도는, 예컨대, 증발 온도의 90%와 95% 사이의 어딘가에 있을 수 있다. 본원의 실시예들에 따르면, 온도는, 가열기(들)에 연결된, 전력 공급부 상에서 작동하는 온도 제어기 및 하나 또는 그 초과의 센서들에 의해 제어될 수 있다.
[0066] 본원에서 설명되는 실시예들에서, 증착 레이트를 더 잘 조절하기 위해, 온도는 대기 온도로부터 증발 온도까지 점진적으로 증가될 수 있다.
[0067] 본원의 실시예들에 따르면, 도가니의 내측 용적의 간접 가열을 제공하는 것은, 도가니의 내측 용적 내에서 총 가열 전력의 최대 5%를 생성하는 단계(1130)를 더 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에서, 가열 전력의 대부분은 도가니의 내측 용적의 외부에서 생성되며, 소스 재료를 증발시키기 위해 도가니의 내측 용적에 간접적으로 제공된다. 열은, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들에 의해 도가니의 내측 용적 내에 수동적으로 제공될 수 있다. 특히, 가열기로부터의 열은 도가니 벽 및/또는 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들을 통해 도가니의 내측 용적으로 전도될 수 있다.
[0068] 본원의 실시예들에서, 가열기로부터의 열은 벽 및/또는 하나 또는 그 초과의 열 엘리먼트들을 통해 도가니의 내측 용적 내에서 균질하게 분배된다. 일반적으로, 도가니의 내측 용적 내에 가열기들을 직접적으로 제공하는 것이, 도가니의 외부 상의 가열기(들)의 제어에 대해 외란(disturbance)을 야기할 수 있기 때문에, 도가니의 내측 용적 내에 가열기들이 직접적으로 제공되지 않는다. 본원의 실시예들에 따르면, 가열 전력의 대부분은 도가니의 외부 상의 가열기에 인가되고, 가열기로부터 생성되는 열 에너지는 벽 및/또는 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들을 통한 전도에 의해 도가니의 내측 용적 내로 전달된다.
[0069] 본원의 실시예들에 따르면, 소스 재료의 가열은, 열을 도가니의 내측 용적 내에서 더 균질하게 분배하기 위해, 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들을 적어도 제 1 포지션으로부터 제 2 포지션으로 이동시키는 것을 더 포함할 수 있다.
[0070] 기판을 소스 재료로 코팅하기 위한 방법은, 증발된 그리고/또는 승화된 소스 재료를 기판으로 안내하고 소스 재료의 필름을 기판의 표면 상에 생성하는 단계(1140)를 더 포함한다. 본원의 실시예들에 따르면, 증발된 소스 재료를 안내하는 것은 열 에너지를 증발된 소스 재료에 제공하는 단계(1150)를 포함할 수 있다. 또한, 본원의 실시예들에서, 소스 재료를 안내하는 것은, 기판의 표면 상에서의 소스 재료의 증착을 용이하게 하기 위해, 증발된 소스 재료를 기판 근처에서 냉각하는 단계(1160)를 더 포함할 수 있다.
[0071] 전술한 내용은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들은 본 발명의 기본 범위를 벗어나지 않고 안출될 수 있다.

Claims (15)

  1. 소스 재료를 증발시키기 위한 도가니(crucible)로서,
    상기 도가니는, 상기 소스 재료를 수용하기 위한 내측 용적을 둘러싸는 내측 표면을 구비한 벽, 및 상기 도가니의 내측 용적 내에 배열된 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들을 갖는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 도가니.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들은 상기 도가니의 내측 용적의 간접 가열(indirect heating)을 제공하도록 구성되는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 도가니.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들은, 열을 상기 벽으로부터 그리고/또는 상기 도가니의 외부로부터 수동적으로(passively) 수용하도록 구성되고, 수용된 열을 상기 도가니의 내측 용적 내에서 재분배하도록(redistribute) 배열되는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 도가니.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    총 가열 전력을 갖는 하나 또는 그 초과의 가열기들을 더 포함하고,
    상기 하나 또는 그 초과의 가열기들은 상기 내측 용적 내에 제공되지 않거나, 또는 상기 총 가열 전력의 최대 5%가 상기 내측 용적 내에서 생성되는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 도가니.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들 중 적어도 하나는, 특히, 직경이 적어도 10mm로 측정된, 상기 내측 용적의 중앙의 공간이 상기 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들의 어떠한 부분들도 포함하지 않도록, 상기 도가니의 벽으로부터 상기 도가니의 내측 용적 내로 돌출되도록 배열되는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 도가니.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들은 상기 도가니의 벽을 통해 돌출되며, 특히, 상기 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들은 상기 벽의 외측으로부터 상기 도가니의 벽에 용접되는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 도가니.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도가니의 벽은, 상기 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들을 삽입하기 위한 하나 또는 그 초과의 슬릿들(slits)을 포함하고, 특히, 상기 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들은 상기 도가니의 벽과 상기 도가니의 베이스 부분을 조립하는 것에 의해 삽입되는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 도가니.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도가니의 벽은, 상기 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들을 삽입하기 위한 하나 또는 그 초과의 개구부들, 특히 원형 개구부들을 포함하는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 도가니.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들은, 열 전달 엘리먼트들 내에 액체를 갖도록 구성된 컵-형상을 제공하는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 도가니.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벽의 내측 표면은 제 1 크기의 제 1 지역을 갖고, 상기 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들은 상기 내측 용적 내에 적어도 제 1 크기의, 특히 제 1 크기의 적어도 2배인 제 2 지역의 제 2 지역을 제공하는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 도가니.
  11. 소스 재료, 특히 유기 재료를 증발시키기 위한 증발 조립체(evaporation assembly)로서,
    상기 증발 조립체는 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 도가니, 및 증발된 소스 재료를 상기 도가니로부터, 코팅될 기판으로 안내하도록 이루어진 적어도 하나의 분배 조립체를 포함하는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 증발 조립체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 2 또는 3개의 도가니들을 더 포함하고, 상기 도가니들은 삼각형 또는 육각형 형상을 갖는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 증발 조립체.
  13. 소스 재료를 수용하기 위한 내측 용적을 둘러싸는 내측 표면을 구비한 벽을 갖고 도가니의 상기 내측 용적 내에 적어도 하나의 열 전달 엘리먼트를 포함하는 도가니로부터 증발된 소스 재료로 기판을 코팅하기 위한 방법으로서, 상기 방법은,
    소스 재료를 상기 도가니 내에 제공하는 단계;
    적어도 하나의 열 전달 엘리먼트를 이용하여 상기 도가니의 내측 용적의 간접 가열을 제공하는 것에 의해 상기 소스 재료를 가열하는 단계; 및
    증발된 소스 재료를 상기 기판의 표면으로 안내하는 단계를 포함하는,
    소스 재료로 기판을 코팅하기 위한 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 도가니의 내측 용적의 간접 가열을 제공하는 것은, 상기 내측 용적 내에서 총 가열 전력의 최대 5%를 생성하는 것을 포함하는,
    소스 재료로 기판을 코팅하기 위한 방법.
  15. 소스 재료를 증발시키기 위한 도가니로서,
    상기 도가니는, 상기 소스 재료를 수용하기 위한 내측 용적을 둘러싸는 내측 표면을 구비한 벽, 및 상기 도가니의 내측 용적 내에 배열되고 상기 도가니의 내측 용적의 간접 가열을 제공하도록 구성된 하나 또는 그 초과의 열 전달 엘리먼트들을 갖는,
    소스 재료를 증발시키기 위한 도가니.
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