KR20180066428A

KR20180066428A - 증발원용 도가니

Info

Publication number: KR20180066428A
Application number: KR1020160167223A
Authority: KR
Inventors: 박현식; 김명수; 김수연; 이상원
Original assignee: 주식회사 선익시스템
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-06-19

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 상부가 개구되는 증발공간이 형성되며, 상기 증발공간에 증착물질이 충전되는 도가니 본체와; 상기 도가니 본체의 상단에 결합되어 상기 증발공간을 커버하며, 상기 도가니 본체의 내측에서 증발되는 상기 증착물질이 상측으로 분사될 수 있도록 다수의 분사홀이 형성되는 노즐커버와; 상기 분사홀을 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 상기 분사홀에 탈착가능하게 결합되는 캡부재를 포함하는 증발원용 도가니가 제공된다.

Description

증발원용 도가니{Crucible for evaporation source}

본 발명은 증발원용 도가니에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 도가니에서 증착물질이 분사되는 분사홀의 각도를 선택적으로 변경시킬 수 있는 증발원용 도가니에 관한 것이다.

유기 전계 발광소자(Organic Luminescence Emitting Device: 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.

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 증착하게 된다.

진공열증착법은 진공의 챔버 내에 기판을 배치하고, 일정 패턴이 형성된 쉐도우 마스크(shadow mask)를 기판에 정렬시킨 후, 증발원의 도가니를 가열하여 도가니에서 증발되는 유기물을 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다. 최근에는 기판이 대면적화됨에 따라 대면적 기판에 유기 박막을 균일하게 증착하기 위해 선형 증발원이 사용되고 있다.

이와 같이 기판에 증착물질을 증착시킴에 있어서, 새도우현상이나 증착균일도 확보는 제품품질이나 생산효율에 지대한 영향을 미치는 중요한 문제이므로 이에 관련하여 대한민국 공개특허 제10-2016-0087985호(발명의 명칭: 증착장치)등과 같은 선행기술과 같이 새도우현상이나 증착균일도 확보를 위해 많은 연구개발이 이루어지고 있다.

그러나 이러한 선행기술 등에 따르면 다음과 같은 문제점이 있었다.

도 1는 종래의 기술에 따른 증발원을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 1에서 참조되는 바와 같이 증발원(10)에는 증착물질을 기판을 향하여 분출시키기 위한 분사노즐(15)을 구비할 수 있으며, 분사노즐(15)에는 도가니(15) 내부에서 증발되는 증착물질을 기판을 향하여 분출시키기 위해 분사홀(13)이 형성된다. 증착챔버 내에서 증착균일도와 새도우현상 억제를 위한 최적의 각도로 분사홀(13)이 일정각도 기울어지게 형성되어 있다.

증착챔버를 설계 및 제조구성을 할 때 증착물질의 종류, 기판의 종류와 크기 등에 따라 조건이 많이 다르므로 새도우현상 억제 및 증착균일도 확보를 위하여 분사홀(13)이 기울어진 각도의 최적의 값을 찾기 위하여 수많은 테스트실험이 이루어진다. 이러한 과정에서 분사홀(13)의 각도를 달리하면서 테스트를 하여야 하는데 분사노즐(14)에 형성된 분사홀(13)의 각도를 변경하기 위하여 증발원(10) 자체나 분사노즐(14)를 교체할 수 밖에 없었다.

수많은 증착테스트를 실시함에 있어서 최적의 분사홀(13)의 각도를 찾기 위하여 이와 같이 분사노즐(14)를 매번 교체하다보니 분사노즐(14)를 분사홀의 각도나 크기 등에 따라 많이 제작하여야 하므로 비용이 크게 증대될 수 밖에 없었으며, 분사노즐(14)를 교체하여 장착하여야 하므로 수많은 증착테스트를 함에 있어서 테스트 시간이 길어질 수 밖에 없는 요인이 되는 등 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도가니의 분사홀의 경사각도를 선택적으로 설정할 수 있는 증발원용 도가니를 제공함에 있다.

상기 노즐커버는 상기 도가니 본체에 선택적으로 탈착가능하도록 결합될 수 있다.

상기 노즐커버에 형성된 상기 분사홀의 중심축과 상기 노즐커버의 상측면 사이의 각도가 예각을 이루도록 다수의 상기 분사홀이 기울어지게 형성될 수 있다.

다수의 상기 분사홀 중에서, 상기 예각의 크기가 서로 동일하지 않도록 기울어지게 형성된 상기 분사홀이 적어도 하나 이상 존재할 수 있다.

다수의 상기 분사홀은 원형의 홀이고, 다수의 상기 분사홀의 중심축과 상기 노즐커버의 상측면 사이의 예각은 다음의 관계식을 만족시킬 수 있다.

(

, d : 분사홀의 높이, r : 분사홀 반지름)

다수의 상기 분사홀은 상기 커버부의 상측에서 규칙적으로 배열될 수 있다.

상기 다수의 분사홀은 일렬로 배열되고, 상기 커버부의 일측단과 타측단 사이의 가운데 중심을 기준으로 대칭으로 형성될 수 있다.

상기 증발공간은, 상부가 개구되는 직육면체 형상을 이룰 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 분사홀의 틸팅각도에 따라 다수의 도가니를 각각 제조할 필요없이 다수의 분사홀 중에서 필요한 경사각도를 갖춘 분사홀의 캡부재만 선택적으로 탈거시켜서 개방하면 되므로 제조비용이 절감되며, 일부 분사홀만 개방시키고 나머지 분사홀은 캡부재에 의해 폐쇄됨으로써 도가니를 교체한 것과 동등하게 되므로 관리의 효율성 또한 증대되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 증발원용 도가니를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발원용 도가니를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발원용 도가니를 개략적으로 나타낸 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발원용 도가니의 측단면을 개략적으로 나타낸 측단면도.

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 증발원용 도가니의 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발원용 도가니를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발원용 도가니를 개략적으로 나타낸 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발원용 도가니의 측단면을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.

도 2 내지 도 4에는, 증발원용 도가니(100), 도가니 본체(110), 노즐커버(120), 분사홀(130, 132, 134), 캡부재(140, 142, 144)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 증발원용 도가니(100)는, 상부가 개구되는 증발공간이 형성되며, 상기 증발공간에 증착물질이 충전되는 도가니 본체와; 상기 도가니 본체의 상단에 결합되어 상기 증발공간을 커버하며, 상기 도가니 본체의 내측에서 증발되는 상기 증착물질이 상측으로 분사될 수 있도록 다수의 분사홀이 형성되는 노즐커버와; 상기 분사홀을 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 상기 분사홀에 탈착가능하게 결합되는 캡부재를 포함한다.

도가니 본체(110)에는, 상부가 개구되는 증발공간이 형성되며, 증발공간에 증착물질이 충전된다. 증착물질은 도가니 본체(110)의 증발공간에 충전되어 있으며, 도가니(100)의 외주에 있는 가열원(미도시)에 의해 도가니가 가열되면, 증착물질이 증발되면서 형성되는 증발입자가 도가니(100)의 상단으로 분출된다.

본 실시예에 따른 도가니 본체(110) 내부에는, 일변에 비해 인접한 변이 긴 직육면체 형상의 증발공간이 형성된다. 증발공간를 직육면체 형상으로 구현함으로써 보다 많은 증착물질이 수용될 수 있고, 분사홀이 형성된 노즐커버을 결합하여 선형의 증발원으로 구성할 수 있다.

도가니 본체(110)는 기판(미도시)에 증착시킬 증착물질을 수용하고 증발시키기 위한 증발공간을 내측에 형성한다. 이를 위해 도가니 본체(110)의 증발공간은 도 3에 도시된 바와 같이 상측으로 개방되도록 형성되어 있다.

그리고, 노즐커버(120)는 도가니 본체(110)의 상측에 결합되어 증발공간을 커버하며 증발공간 내에 위치하는 증착물질을 외부로부터 격리시켜준다. 그리고 도가니 본체(110)의 내측의 증발공간에서 증발되는 증착물질이 상측으로 분사될 수 있도록 다수의 분사홀(130)이 형성되어 있다.

그리고 이러한 노즐커버(120)는 도 3에서 참조되는 바와 같이 도가니 본체(110)에 선택적으로 장착 또는 탈거될 수 있도록 결합될 수 있다.

여기서 좀 더 바람직하게는 도 3 및 도 4에서 참조되는 바와 같이 노즐커버(120)의 테두리 부분과 도가니 본체(110)의 상측 테두리 부분이 서로 대응되도록 단차지게 형성된 것이 바람직하다.

이와 같이 노즐커버(120)의 테두리 부분과 도가니 본체(110)의 상측 테두리 부분이 서로 대응되도록 단차지게 형성되면, 노즐커버(120)가 도가니 본체(110)의 상측에 결합될 때 테두리 부분이 정합되면서 보다 안정적으로 결합되어 자리잡을 수 있게 된다.

그리고, 분사홀(130, 132, 134)의 중심축과 노즐커버(120)의 상측면 사이의 각도가 예각을 이루도록 도 4에서 참조되는 바와 같이 분사홀(130, 132, 134)이 노즐커버(120)의 상측에서 기울어지게 형성된다. 여기서, 노즐커버(120)의 상측면은 기판면과 평행한 수평면을 의미한다.

이러한 분사홀(130, 132, 134)은 노즐커버(120)의 상측에 다수 형성되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 도 3 및 도 4에서 참조되는 바와 같이 다수의 분사홀(130, 132, 134)은 경사각도가 다르도록 형성된 것이 적어도 하나 이상 있다.

구체적인 예를 들어. 노즐커버(120)의 가운데 부분에 형성된 분사홀(134)는 사이각인

가 90도로 형성되고, 이 분사홀(134)을 중심으로 일측방향과 타측방향으로 순차적으로 다수의 분사홀(132, 134)가 형성되어 있다. 여기서 다수의 분사홀(132, 134)는 노즐커버(120)의 가운데 부분에 형성된 분사홀(134)를 기준으로 대칭이 되도록 형성되어 있다. 여기서 다수의 분사홀의 각도

및

는 도 4에서 참조되는 바와 같이 서로 다르게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

아울러, 다수의 분사홀(130, 132, 134)들이 노즐커버(120)의 상측에서 규칙적으로 배열되도록 형성되는 것이 좀 더 바람직하다.

이처럼 노즐커버(120)의 상측에 형성된 분사홀(130, 132, 134)은 그 형태가 원형의 홀인 것이 바람직하며, 분사홀(130, 132, 134)의 중심축과 노즐커버(120)의 상측면 사이의 예각

,

각각은 다음과 같은 관계식을 만족시킬 수 있는 것이 바람직하다.

여기서,

는

,

등과 같이 분사홀(130, 132, 134)이 경사진 각도인 예각을 의미하며, d 는 분사홀(130)의 높이로서 노즐커버(120)의 두께 라고도 할 수 있다. 그리고 r은 분사홀(130)의 반지름을 뜻한다.

그리고, 다수의 분사홀(130, 132, 134)은 일렬로 배열되고, 각각의 분사홀(130, 132, 134)의 중심축이 노즐커버(120)의 상측면과 이루는 각각의 예각이 동일한 각도를 가지도록 형성되는 것이 더 바람직하다.

그리고 노즐커버(120)의 일측단과 타측단 사이의 가운데 중심을 기준으로 대칭적인 형태가 되도록 다수의 분사홀(130, 132, 134)이 형성된 것이 증착균일도를 향상시킬 수 있다는 점에서 좀 더 바람직하다.

그리고, 캡부재(140, 142, 144)는 분사홀(130, 132, 134)을 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 분사홀(130, 132, 134)에 탈착가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

이와 같은 캡부재(140, 142, 144)를 이용하여 특정 경사각도로 형성된 분사홀을 개방시키고 제외한 나머지의 분사홀은 캡부재를 결합시켜서 폐쇄시킴으로써 특정 분사각을 갖는 도가니로 역할을 할 수 있게 된다.

도 4에 도시된 것을 예로 들면, 분사홀(132)의 분사각(

)만 개방되도록 하고 나머지 분사홀(130, 134)는 캡부재(140, 144)에 의해 폐쇄되어 있다. 이와 같이 도가니에 형성된 분사홀의 각도가

로만 되도록 설정 내지 변경을 시킬 수 있다는 것이다. 제조공정상 분사각도를

로 설정하여야 할 경우에는 분사홀(130)을 폐쇄시킨 캡부재(140)을 탈거시키고 나머지 분사홀(132, 134)는 캡부재(142, 144)로 폐쇄시킴으로써 간단하게 변경시킬 수가 있게 된다.

이와 같이 하여 도가니 전체를 바꿔야하는 불경제 및 낭비를 억제할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 증발원용 도가니는 분사홀의 경사각도에 따라 다수의 도가니를 각각 제조할 필요없이 다수의 분사홀 중에서 필요한 경사각도를 갖춘 분사홀의 캡부재만 선택적으로 탈거시켜서 개방하면 되므로 제조비용이 절감되며, 일부 분사홀만 개방시키고 나머지 분사홀은 캡부재에 의해 폐쇄됨으로써 도가니를 교체한 것과 동등하게 되므로 관리의 효율성 또한 증대되는 장점이 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

100: 증발원용 도가니 110: 도가니 본체
120: 노즐커버 130, 132, 134: 분사홀
140, 142, 144: 캡부재

Claims

상부가 개구되는 증발공간이 형성되며, 상기 증발공간에 증착물질이 충전되는 도가니 본체와;
상기 도가니 본체의 상단에 결합되어 상기 증발공간을 커버하며, 상기 도가니 본체의 내측에서 증발되는 상기 증착물질이 상측으로 분사될 수 있도록 다수의 분사홀이 형성되는 노즐커버와;
상기 분사홀을 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 상기 분사홀에 탈착가능하게 결합되는 캡부재를 포함하는 증발원용 도가니.
제1항에 있어서,
상기 노즐커버는 상기 도가니 본체에 선택적으로 탈착가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 증발원용 도가니.
제1항에 있어서,
상기 노즐커버에 형성된 상기 분사홀의 중심축과 상기 노즐커버의 상측면 사이의 각도가 예각을 이루도록 다수의 상기 분사홀이 기울어지게 형성된 것을 특징으로 하는 증발원용 도가니.
제3항에 있어서,
다수의 상기 분사홀 중에서,
상기 예각의 크기가 서로 동일하지 않도록 기울어지게 형성된 상기 분사홀이 적어도 하나 이상 존재하는 것을 특징으로 하는 증착챔버용 도가니.
제3항에 있어서,
다수의 상기 분사홀은 원형의 홀이고,
다수의 상기 분사홀의 중심축과 상기 노즐커버의 상측면 사이의 예각은 다음의 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 증발원용 도가니.

(
, d : 분사홀의 높이, r : 분사홀 반지름)
제1항에 있어서,
다수의 상기 분사홀은 상기 커버부의 상측에서 규칙적으로 배열된 것을 특징으로 하는 증발원용 도가니.
제6항에 있어서,
상기 다수의 분사홀은 일렬로 배열되고,
상기 커버부의 일측단과 타측단 사이의 가운데 중심을 기준으로 대칭으로 형성된 것을 특징으로 하는 증발원용 도가니.
제1항에 있어서,
상기 증발공간은, 상부가 개구되는 직육면체 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 증발원용 도가니.