KR20210051475A - 수직형 유도가열 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수직형 유도가열 증착 장치를 개시한다. 개시된 증착 물질이 내부로 유입되며, 상기 증착 물질을 측면으로 배출하는 노즐본체와, 상기 노즐본체에 탈착 가능하게 구비되며, 내부에 증착을 위한 물질을 수용하는 크루시블과, 상기 노즐본체 및 상기 크루시블을 가열하도록 고주파를 발생하는 유도가열부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 유기발광다이오드(OLED) 제조공정에서 증착 물질을 가열하여 처리 대상물인 기판에 증착할 때 기판을 수직으로 배치한 상태에서 증착할 수 있으므로, 기판이 틀어지거나 휘어지는 것을 방지할 수 있다.

Description

수직형 유도가열 증착 장치{VERTICAL TYPE EVAPORATION DEVICE BY INDUCTION HEATING}
본 발명은 수직형 유도가열 증착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기발광다이오드(OLED) 제조공정에서 증착 물질을 가열하여 처리 대상물인 기판에 증착할 때 기판을 수직으로 배치한 상태에서 증착할 수 있으므로, 기판이 틀어지거나 휘어지는 것을 방지할 수 있도록 하는 수직형 유도가열 증착 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 어떤 물질을 용융시키기 위한 방법으로서는 용융 대상 물질이 수용된 도가니를 가열시키는 간접 가열 방법 및 용융 대상 물질 자체를 가열시키는 직접 가열 방법이 있다.
간접 가열 방법은, 용융시키고자 하는 물질보다 용융온도가 훨씬 높은 도가니를 유도 가열시켜 용융 대상물질을 간접적 가열하는 방식이다. 이러한 방법은 용융하고자 하는 물질보다 용융점이 훨씬 높은 도가니를 사용하여야 하므로 도가니와 고온 용융물이 서로 화학 반응하여 용융물에 불순물이 생성되고, 도가니를 취약하게 만드는 단점이 있다.
직접 가열 방법은, 용융 대상 물질 자체를 유도시켜 가열하는 방법이다. 이 용융 방법은 용융물의 순도를 높게 유지할 수 있기 때문에 고순도의 결정성장을 위해 사용되는 방법 중의 하나이다. 특히, 용융점이 3000K 이상인 물질을 용융하고자 하는 경우 이 용융 방법은 매우 효율적이라 할 수 있다.
이처럼 용융 온도가 높은 금속을 가열하여 제련하는 수단, 다양한 금속 물질들을 배합하기 위하여 가열하는 수단 등에 크루시블이 이용되어 왔다.
한편, OLED는 포스트 엘시디(Post LCD) 디스플레이로서 뿐만 아니라 고해상도 디스플레이용 자체 면발광 장치로서 그 에너지성과 시장성이 입증되어 세계적으로 각광받고 있다. 특히 최근 들어서, VR(virtual reality)시장이 커지면서, VR 제품에 사용되는 고해상도의 OLED의 필요성도 부각되고 있고, 이로 인하여 OLED의 유기박막의 패턴을 더욱 미세하게 제조하는 기술이 필요하다.
또한 OLED 제조공정 중의 하나로 유기물 발광 재료를 고진공 상태에서 기체로 증발하여 실리콘 웨이퍼(기판) 상에 유기물을 증착하는 열 증발 증착 공정(thermal evaporation deposition)이 주로 사용되고 있는데, 이러한 열 증발 증착 공정은 유기물 분사구가 점형 또는 선형으로 제작되어 대면적 OLED소자를 제작하는 데에 많은 시간이 소요되고 있다.
크루시블(CRUCIBLE)은 OLED을 이용한 디스플레이 제조공정에서 디스플레이 패널 등을 생산할 때 패널의 표면에 증착되는 증착 물질이 공급되도록 증착 물질을 가열을 통해 상태 변화시키고, 기체 상태의 증착 물질을 패널의 표면으로 전달하기 위한 수단으로도 활용되고 있다.
최근에는 OLED 제조용 기판이 대형화되면서 증착 공정에서 대형의 기판을 수평으로 배치할 경우 기판의 변형이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
한편, 국내 등록특허 제10-1474363호(등록일:2014.12.12)에는 "OLED 증착기 소스"가 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 유기발광다이오드(OLED) 제조공정에서 처리 대상물인 기판을 수직으로 배치하고, 기판의 측면에서 증착 물질을 증발시켜 증착할 수 있도록 함으로써, 기판의 변형을 방지할 수 있는 수직형 유도가열 증착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 증착 물질을 수용하고 가열하는 크루시블이 노즐본체에 탈착되도록 하여 증착 물질을 간편하게 보충하거나, 증착 물질의 보충이 필요할 때 크루시블을 간편하게 교체할 수 있어 편의성을 향상시킬 수 있는 수직형 유도가열 증착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 수직형 유도가열 증착 장치는, 증착 물질이 내부로 유입되며, 상기 증착 물질을 측면으로 배출하는 노즐본체와, 상기 노즐본체에 탈착 가능하게 구비되며, 내부에 증착을 위한 물질을 수용하는 크루시블과, 상기 노즐본체 및 상기 크루시블을 가열하도록 고주파를 발생하는 유도가열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 노즐본체는, 상기 증착 물질을 배출하는 노즐부가 상하로 배열되며, 하단부에 상기 크루시블이 탈착 가능하도록 탈착 개구부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 노즐본체는, 하단부에 상기 크루시블이 탈착 가능하도록 제1탈착 개구부를 구비하며, 측면에 상기 노줄부가 형성되는 내부 하우징과, 상기 내부 하우징을 커버하도록 상기 내부 하우징과 결합되며, 상기 제1탈착 개구부와 대응하는 제2탈착 개구부를 구비하는 외부 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 노즐본체는, 상기 크루시블에서 증발되는 상기 증착 물질이 유입되어 확산되는 확산 공간부가 상기 크루시블측에서 상단으로 갈수록 점진적으로 확장 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 크루시블은, 내부에서 증발하는 상기 증착 물질을 상기 노즐본체로 배출하기 위한 증발 토출구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 노즐본체는, 하단이 상기 크루시블의 상면에 접촉하며, 상단으로 갈수도록 경사지게 형성되어 상기 확산 공간부를 형성하는 경사 측벽을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 노즐부는, 상기 증착 물질을 외부로 배출하기 위한 배출관이 상하로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 배출관은, 상기 크루시블에서 멀어질수록 상호 이격되는 거리가 점진적으로 넓어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 배출관은, 상기 크루시블에서 이격되는 거리가 멀어질수록 직경의 크기가 점진적으로 커지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 유도가열부는, 상기 노즐본체와 상기 크루시블을 함께 가열하는 메인 유도가열부재와, 상기 노즐부를 가열하는 보조 유도가열부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 유도가열부는, 상기 배출관 사이로 삽입되도록 상기 노즐본체의 외면에 코일 형태로 이격되게 배치되며, 상기 노즐본체의 하측에서 상측으로 갈수록 이격되는 거리가 넓어지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 유도가열부는, 상기 크루시블을 가열하도록 상기 크루시블의 외부에 배치되는 메인 유도가열부재와, 상기 노즐본체를 가열하는 보조 유도가열부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 노즐본체는, 상기 노즐부와 상기 탈착 개구부를 구비하며, 내부로 증발하는 상기 증착 물질이 유입되는 외부 하우징과, 상기 보조 유도가열부재를 상기 외부 하우징의 내부에 배치하여 상기 외부 하우징을 가열하도록 상기 외부 하우징에 결합되어 가열 공간부를 형성하는 내부 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 노즐본체는, 상기 외부 하우징과 상기 내부 하우징 사이에 상기 크루시블에서 증발하는 상기 증착 물질이 유입되어 확산되는 확산 공간부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 내부 하우징은, 상면이 개방되어 상단부가 상기 외부 하우징에 밀폐되게 결합되며, 내부로 상기 보조 유도가열부재가 삽입되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 수직형 유도가열 증착 장치는 종래 기술과는 달리 유기발광다이오드(OLED) 제조공정에서 대형의 기판을 수직으로 배치한 상태에서 기판의 측면에서 증착 물질을 기화시켜 증착할 수 있으므로, 증착과정에서 기판이 변형되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가진다.
또한 본 발명에 따른 수직형 유도가열 증착 장치는, 증착 물질을 가열하는 크루시블이 기화된 증착 물질을 확산하는 노즐본체의 하단부에 탈착되므로, 크루시블에 증착 물질을 간편하게 보충하거나, 증착 물질의 보충이 필요할 때 크루시블 전체를 간편하게 교체할 수 있는 효과를 가진다.
또한 본 발명에 따른 수직형 유도가열 증착 장치는, 기화되는 증착 물질을 배출하는 노즐본체와 크루시블을 보조 유도가열부재와 메인 유도가열부재로 각각 가열하므로, 증착 물질의 기화시간을 줄일 수 있고, 기화된 증착 물질의 확산을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치의 변형 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치의 다른 변형 예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치의 다른 변형 예를 설명하기 위한 도 5의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 요부 확대도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 단면 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수직형 유도가열 증착 장치의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치의 변형 예를 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치의 다른 변형 예를 설명하기 위한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치의 다른 변형 예를 설명하기 위한 도 5의 단면도이다.
또한, 도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 요부 확대도이다.
또한, 도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 11은 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 12는 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 단면 사시도이고, 도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 단면도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치의 변형 예를 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치의 다른 변형 예를 설명하기 위한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치의 다른 변형 예를 설명하기 위한 도 5의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치(100)는, 유기발광다이오드(OLED) 제조공정에서 기판(10)에 증착 물질을 증착할 수 있도록 진공챔버(도시생략)의 내부에 설치된다.
예를 들어 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치(100)는 액상 또는 파우더 형태의 증착 물질을 가열하여 기화시키고, 기화된 기체 상태의 증착 물질을 기판(10)에 증착시키는 습식 증착 기술에 적용된다.
이러한 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치(100)는 기화된 증착 물질을 기판(10)의 수직 방향으로 확산하기 위한 노즐본체(110)와, 노즐본체(110)에 탈착 가능하게 구비되어 증착을 위한 증착 물질을 수용하는 크루시블(120)과, 노즐본체(110) 및 크루시블(120)을 가열하기 위한 유도가열부(130)를 포함한다.
그리고 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치(100)는 유도가열부(130)에 의해 크루시블(120)이 가열되어 온도가 상승하면 크루시블(120)에 수용되어 있는 증착 물질이 기체 상태로 상 변화가 이루어지고, 기화된 증착 물질이 노즐본체(110)로 확산되면서 외부로 배출되어 처리 대상물인 기판(10)의 표면을 처리하게 된다.
본 실시 예에서는 수직형 유도가열 증착 장치(100)가 유기발광다이오드(OLED) 제조공정에 사용되는 것을 예를 들어 설명하고 있지만 금속 등의 표면 처리 기술분야에 사용할 수도 있다.
기환된 증착 물질의 확산을 위한 노즐본체(110)는 수직 방향으로 길게 형성되는 직육면체 형태를 가지며, 기판(10)의 길이 방향을 따라 노즐부(111)가 상하로 길게 배열된다. 이를 통해 기판(10)을 수직으로 배치한 상태에서 처리할 수 있게 된다.
특히 노즐본체(110)는 신속한 유도가열이 가능하고, 가열된 상태를 오래 유지하여 열효율을 향상시킬 수 있도록 이종 재질에 의해 2중 벽 이상의 구조를 가지며, 크루시블(120)이 탈착 가능하도록 이루어진다.
구체적으로 노즐본체(110)는 크루시블(120)에서 기화되는 기화 증착물이 내부로 유입되는 내부 하우징(113)과, 내부 하우징(113)을 단열 및 보호하기 위한 외부 하우징(114)과, 크루시블(120)을 내부 하우징(113)의 내부에 탈착할 수 있도록 내부 하우징(113) 및 외부 하우징(114)의 하단부에 형성되는 탈착 개구부(115)를 포함한다.
이때, 노즐본체(110)는 내부 하우징(113)이 노즐부(111)에 의해 밀폐되어 기화 증착물이 유입되는 확산 공간부(116)를 구비하며, 내부 하우징(113)과 외부 하우징(114)이 서로 다른 물질에 의해 제작될 수 있다.
노즐부(111)는, 내부 하우징(113)의 일측면에 결합되는 하우징 밀폐판(111a)과, 하우징 밀폐판(111a)에 상하 일렬로 배열되는 복수의 배출관(111b)을 구비한다.
또한 노즐부(111)는 도 4에 도시된 바와 같이 내부 하우징(113)에서 배출관(111b')을 통해 외부로 배출되는 기화 증착물이 균일하게 배출가능하도록 각 배출관(111b')의 이격거리(L1)가 다른 이격거리를 가지며, 배출관(111b')의 직경 크기 또한 다양한 크기를 가지도록 형성된다.
구체적으로 노즐부(111)의 배출관(111b')은 크루시블(120)에 가장 근접되는 어느 하나의 배출관(111b')을 기준으로 크루시블(120)에서 멀어질수록 배출관(111b')의 상호 이격되는 거리가 점진적으로 넓어지도록 형성된다. 즉 노즐부(111)는 배출관(111b')의 하측에서 상측으로 갈수록 그 이격거리가 점점 넓어지게 형성된다.
또한 상하 일렬로 배열되는 배출관(111b)은 크루시블(120)에서 이격되는 거리가 멀어질수록 그 직경의 크기가 점진적으로 커지도록 형성된다. 즉, 배출관(111b') 중 가장 상측에 위치하는 배출관(111b')의 직경이 가장 크게 형성되고, 가장 하측에 위치하는 배출관(111b')의 직경이 가장 작게 형성된다. 이를 통해 배출관(111b')을 통해 배출되는 기화 증착물이 모든 배출관(111b')에서 균일하고 원활하게 배출될 수 있다.
본 실시 예에 따른 노즐부(111)는 열전도가 우수하고 불순물의 발생이 적은 금속예를 들어 탄탈럼(Tantalum), 티타늄 (Titanium), 알루미나(Alumina) 중 어느 하나 이상에 의해 형성될 수 있다.
내부 하우징(113)은 개방된 측면이 노즐부(111)에 의해 밀폐되고, 외부 하우징(114)의 내부에 결합되며, 하단부 일측에 탈착 개구부(115)가 형성된다. 이러한 내부 하우징(113) 또한 열전도가 우수하고 불순물의 발생이 적은 금속, 예를 들어 탄탈럼(Tantalum), 티타늄 (Titanium), 알루미나(Alumina) 중 어느 하나 이상에 의해 형성될 수 있다.
이처럼 내부 하우징(113)과 노즐부(111)가 금속에 의해 제작되면 증착 물질을 기화시키는 과정 및 기화 증착물이 확산되는 과정에서 불순물에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 내부 하우징(113)은 탈착 개구부(115)로 삽입되는 크루시블(120)이 내부로 완전하게 삽입되는 형태로 장착된다. 이러한 내부 하우징(113)은 상하 및 좌우 외면이 외부 하우징(114)의 내면에 접촉되도록 외부 하우징(114)에 결합된다.
외부 하우징(114)은 내부 하우징(113)을 커버하도록 내부 하우징(113)과 결합되며, 크루시블(120)의 탈착을 위한 탈착 개구부(115)가 하단부에 구비된다. 이러한, 외부 하우징(114)은 내부 하우징(113)과 크루시블(120)의 열효율을 향상시킴은 전기 전도도를 적정하게 유지시킬 수 있도록 내부 하우징(113)과 다른 물질에 제작된다. 예를 들어 외부 하우징(114)은 내열성과 전기절연성 및 보온성이 우수한 석영(Quartz), 흑연계열(Graphite 계열) 등에 의해 형성될 수 있다.
더하여, 제1실시 예에 따른 노즐본체(110)는 외부 하우징(114)의 일측 내면과 내부 하우징(113)의 노즐부(111)와 대응하는 후면이 서로 이격되어 단열공간부(117)를 형성하게 된다.
크루시블(120)의 탈착을 위한 탈착 개구부(115)는 크루시블(120)을 노즐본체(110)의 내부 하우징(113) 내부까지 완전하게 삽입할 수 있도록 내부 하우징(113)의 하단부 일측에 형성되는 제1탈착 개구부(115a)와, 제1탈착 개구부(115a)에 대응하여 연통하도록 외부 하우징(114)의 하단부 일측에 형성되는 제2탈착 개구부(115b)로 이루어진다.
이와 같이 구성되는 제1실시 예에 따른 노즐본체(110)는 증착 물질을 가열하는 크루시블(120)이 탈착 개구부(115)를 통해 내부 하우징(113)의 하단부로 삽입 또는 내부 하우징(113)에서 이탈시킬 수 있으므로, 크루시블(120)에 증착 물질을 간편하게 보충할 수 있으며, 증착 물질의 보충 없이 크루시블(120)을 간편하게 교체할 수 있게 된다.
더하여 노즐본체(110)는 내부 하우징(113)을 외부 하우징(114)에서 분리할 수 있으므로, 특정 성분의 증착 물질을 사용한 이후, 내부 하우징(113)을 분리하여 세정하고, 다른 증착 물질을 증착하여 사용할 수 있게 된다. 즉 증착 물질의 변경에 따라 노즐본체(110) 전체를 바꿀 필요없이 내부 하우징(113)만을 세정하여 재사용할 수 있으므로, 호환성을 향상시킬 수 있다.
액상 또는 파우더 형태의 증착 물질을 기화시키기 위한 크루시블(120)은 탈착 개구부(115)를 통해 노즐본체(110)의 하단부로 삽입되며, 유도가열부(130)에 의해 가열되면서 내부에 수용하는 증착 물질을 가열하게 된다.
제1실시 예에 따른 크루시블(120)은, 상면이 개방된 육면체 형태로 형성되며, 노즐본체(110)의 열전도를 통해 가열된다.
유도가열부(130)는 노즐본체(110)와 크루시블(120)을 가열하도록 노즐본체(110)의 외면에 구비되며, 고주파를 발생하여 노즐본체(110)를 가열하게 된다.
이러한 유도가열부(130)는, 외부 하우징(114)과 크루시블(120)을 함께 가열하도록 외부 하우징(114)의 외측에 구비되는 메인 유도가열부재(131)와, 노즐부(111)의 배출관(111b)을 가열하도록 노즐본체(110)의 측면에 구비되는 보조 유도가열부재(133)를 포함한다.
메인 유도가열부재(131)는 외부 하우징(114)을 길이 방향으로 감싸도록 코일 형태로 형성된다.
보조 유도가열부재(133)는 배출관(111b)을 가열하여 기화 증착물의 운동에너지를 향상시키게 된다. 이를 통해 기화 증착물의 확산거리 및 배출량을 증가시킬 수 있다.
한편, 도 5 및 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 유도가열부(130')는 배출관(111b)을 보다 효과적으로 가열할 수 있도록 노즐본체(110)를 폭 방향으로 감싸도록 하나의 코일 형태로 형성될 수도 있다.
구체적으로, 유도가열부(130')는 배출관(111b) 사이로 삽입되도록 노즐본체(110)의 상단부에서 하단부로 코일 형태로 이격되게 배치되며, 노즐본체(110)의 하단부에서 그 이격거리(L2)가 상단부의 이격거리(L3)보다 짧은 이격거리를 가지도록 형성된다. 이를 통해 크루시블(120)이 배치되는 노즐본체(110)의 하단부를 더욱 빠르게 가열할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치의 작용을 설명한다.
제어부의 제어에 따라 유도가열부재(120)가 작동하면 유도가열부재(120)에서 고주파가 발진하고, 고주파에 의해 크루시블(120)과 노즐본체(110)가 가열되면서 크루시블(120)의 온도가 상승하게 된다.
그리고 크루시블(120)의 온도가 설정온도까지 가열되면 크루시블(120)에 수용되는 증착 물질이 가열되면서 기화되고, 기화된 기화 증착물이 내부 하우징(113)의 내부로 확산되면서 노즐부(111)의 배출관(111b)을 통해 진공챔버로 배출된다.
이때, 노즐본체(110)가 상하로 길게 형성되고, 배출관(111b) 또한 상하로 배치되므로, 크루시블(120)에서 기화되는 기화 증착물이 배출관(111b)을 통해 기판(10)의 수직방향으로 배출된다. 따라서 기판(10)을 수직으로 배치한 상태에서 증착 공정을 진행할 수 있으므로, 대형의 기판(10)을 처리할 때 기판(10)이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 크루시블(120)의 증착 물질이 모두 기화되면, 크루시블(120)을 노즐본체(110)의 하단부 탈착 개구부(115)를 통해 노즐본체(110)에서 이탈하여 증착 물질을 보충하거나 또는 다른 크루시블(120)로 교체할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 제1실 따른 수직형 유도가열 증착 장치(100)는 수직형 노즐본체(110)에 상하로 배출관(111b)이 형성되므로, 유기발광다이오드(OLED) 제조공정에서 대형의 기판(10)을 수직으로 배치하고 기판(10)의 측면에서 증착 물질을 기화시켜 증착할 수 있으므로, 증착과정에서 기판(10)이 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 제1실 따른 수직형 유도가열 증착 장치(100)는, 증착 물질을 가열하기 위한 크루시블(120)이 노즐본체(110)의 하단부에 탈착되므로, 크루시블(120)에 증착 물질을 간편하게 보충하거나, 증착 물질의 보충 없이 크루시블(120) 전체를 간편하게 교체할 수 있어 사용상의 편의성을 향상시킬 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 증착 물질을 변경할 때 간편하게 변경하여 사용할 수 있다.
다음으로, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제2실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명한다.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 요부 확대도이다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명함에 있어 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치와 동일 유사한 구성에 대해서는 도일한 도면부호를 사용하며 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치(100)는, 노즐본체(110)와 크루시블(120)과 유도가열부(130)를 포함하며, 크루시블(120)에서 기화되는 기화 증착물이 노즐본체(110)의 내부를 통해 배출관(111b)을 통해 보다 균일하게 배출된다.
이를 위하여 본 발명의 제2실시 예에 따른 노즐본체(110)는 크루시블(120)에서 증발되는 기화 증착질이 유입되어 확산되는 확장 공간부(116')가 크루시블(120)측에서 상측으로 갈수록 점진적으로 확장 형성된다. 이때 노즐본체(110)는 확장 공간부(116')를 확장 형성하기 위한 경사 측벽(116a)을 구비하며, 경사 측벽(116a)에 의해 확장 공간부(116')가 형성된다.
이로 인하여 노즐본체(110)의 확장 공간부(116')의 하단부에서 상단부로 갈수록 기화 증착물을 수용할 수 있는 수용공간이 커지므로, 기화 증착물의 배출이 빠른 하단부와 기화 증착물의 배출이 늦어지는 상단부의 배출을 더욱 균일하게 유지시킬 수 있게 된다. 더하여 기화 증착물이 확산될 수 있는 확산 공간부(116)의 크기를 최소할 수 있어 기화 증착물의 손실을 최소화면서 균일한 배출이 가능하게 된다.
또한 본 발명의 제2실시 예에 따른 크루시블(120)은 내부에서 증발하는 증착 물질을 노즐본체(110)의 확장 공간부(116')로 집중하여 배출하기 위한 증발 토출구(121)가 형성된다. 이때 증발 토출구(121)는 확장 공간부(116')의 인입구와 대응하도록 크루시블(120)의 상면 일측에 형성된다.
도 10 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명한다.
도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 11은 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 12는 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 단면 사시도이고, 도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치를 설명함에 있어 제1실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치와 동일 유사한 구성에 대해서는 도일한 도면부호를 사용하며 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 수직형 유도가열 증착 장치(200)는, 노즐본체(210)와 크루시블(220)과 유도가열부(230)를 포함하며, 크루시블(220)의 가열을 보다 빠르게 진행하면서 노즐본체(240)의 온도 유지를 보다 효과적으로 진행할 수 있도록 형성된다.
이를 위하여 제3실시 예에 따른 노즐본체(210)는 하단부에 크루시블(220)이 탈착되며, 내부에 확산 공간부(216)가 형성되는 외부 하우징(211)과, 유도가열부(230)를 이용하여 확산 공간부(216)를 가열하기 위한 내부 하우징(213)을 포함한다.
외부 하우징(211)은 일측면에 기화 증착물의 배출을 위한 노즐부(215)가 결합되고, 하단부에 크루시블(220)의 탈착을 위한 탈착 개구부(211a)가 형성된다. 이때 노즐부(215)는 하우징 밀폐판(215a)과 배출관(215b)로 이루어지며, 하우징 밀폐판(215a)이 외부 하우징(211)의 개방된 측면을 밀폐하도록 결합된다.
또한 외부 하우징(211)은 내부로 내부 하우징(213)이 삽입되도록 하우징 결합구(211b)가 형성되며, 상단이 내부 하우징(213)의 상단과 밀폐처리된다. 이때 외부 하우징(211)의 내면과 내부 하우징(213)의 외면 사이가 이격되어 확산 공간부(216)를 형성하게 된다.
내부 하우징(213)은 외부 하우징(211)의 내부로 삽입되어 상단이 외부 하우징(211)과 밀폐되도록 결합되며, 내부로 유도가열부(230)가 삽입되는 히터설치 공간부(213a)가 형성된다. 이를 통해 내부 하우징(213)의 히터설치 공간부(213a)에 유도가열부(230)를 삽입하여 내부 하우징(213)의 내부에서 외부 하우징(211)의 확산 공간부(216)를 가열할 수 있게 된다.
따라서, 내부 하우징(213)을 이용하여 외부 하우징(211)의 확산 공간부(216)를 쉽고 빠르게 가열할 수 있으므로, 확산 공간부(216)로 유입되는 기화 증착물의 운동에너지 즉 확산성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
제3실시 예에 따른 유도가열부(230)는 노즐본체(210)의 확산 공간부(216)와 크루시블(220)을 각각 가열할 수 있도록 메인 유도가열부재(231)와 보조 유도가열부재(233)를 포함한다.
메인 유도가열부재(231)는 크루시블(220)을 개별적으로 가열할 수 있도록 크루시블(220)의 외부에 배치되어 크루시블(220)만을 집중하여 신속하게 가열할 수 있다.
보조 유도가열부재(233)는 노즐본체(210)의 내부 하우징(213)으로 삽입되도록 배치되어 내부 하우징(213)을 가열하게 된다. 이를 통해 크루시블(220)과는 개별적으로 내부 하우징(213)만을 설정 온도로 가열하고 그 설정된 온도를 안정되게 유지할 수 있게 된다.
이처럼 유도가열부(230)가 분할 형성되면 전력 소비를 최소화하면서 크루시블(220)과 노즐본체(210)의 가열온도를 다르게 유지하면서 선택적으로 가열할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제3실 따른 수직형 유도가열 증착 장치(200)는, 기화되는 증착 물질을 배출하는 노즐본체(210)와 크루시블(220)을 보조 유도가열부재(233)와 메인 유도가열부재(231)를 이용하여 각각 가열할 수 있으므로, 증착 물질의 기화시간을 줄일 수 있고, 노즐본체(210)의 온도를 기화된 증착 물질의 확산성을 향상시킬 수 있게 용이하게 유지할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100, 200 : 수직형 유도가열 증착 장치 110, 210 : 노즐본체
111, 215 : 노즐부 113, 213 : 내부 하우징
114, 211 : 외부 하우징 115, 211a : 탈착 개구부
116 : 확산 공간부 117 : 단열 공간부
120, 220 : 크루시블 121 : 증발 토출구
130, 230 : 유도가열부 131, 231 : 메인 유도가열부재
133, 233 : 보조 유도가열부재

Claims (12)

  1. 증착 물질이 내부로 유입되며, 상기 증착 물질을 측면으로 배출하는 노즐본체;
    상기 노즐본체에 탈착 가능하게 구비되며, 내부에 증착을 위한 물질을 수용하는 크루시블; 및
    상기 노즐본체 및 상기 크루시블을 가열하도록 고주파를 발생하는 유도가열부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 유도가열 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐본체는, 상기 증착 물질을 배출하는 노즐부가 상하로 배열되며, 하단부에 상기 크루시블이 탈착 가능하도록 탈착 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 수직형 유도가열 증착 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 노즐본체는, 하단부에 상기 크루시블이 탈착 가능하도록 제1탈착 개구부를 구비하며, 측면에 상기 노줄부가 형성되는 내부 하우징; 및
    상기 내부 하우징을 커버하도록 상기 내부 하우징과 결합되며, 상기 제1탈착 개구부와 대응하는 제2탈착 개구부를 구비하는 외부 하우징;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 유도가열 증착 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐본체는, 상기 크루시블에서 증발되는 상기 증착 물질이 유입되어 확산되는 확장 공간부가 상기 크루시블측에서 상단으로 갈수록 점진적으로 확장 형성되며,
    상기 크루시블은, 내부에서 증발하는 상기 증착 물질을 상기 노즐본체로 배출하기 위한 증발 토출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 수직형 유도가열 증착 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 노즐본체는, 하단이 상기 크루시블의 상면에 접촉하며, 상단으로 갈수도록 경사지게 형성되어 상기 확장 공간부를 형성하는 경사 측벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 유도가열 증착 장치.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 노즐부는, 상기 증착 물질을 외부로 배출하기 위한 배출관이 상하로 이격되게 배치되며,
    상기 배출관은, 상기 크루시블에서 멀어질수록 상호 이격되는 거리가 점진적으로 넓어지는 것을 특징으로 하는 수직형 유도가열 증착 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 배출관은, 상기 크루시블에서 이격되는 거리가 멀어질수록 직경의 크기가 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 수직형 유도가열 증착 장치.
  8. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 유도가열부는, 상기 노즐본체와 상기 크루시블을 함께 가열하는 메인 유도가열부재; 및
    상기 노즐부를 가열하는 보조 유도가열부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 유도가열 증착 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 유도가열부는, 상기 배출관 사이로 삽입되도록 상기 노즐본체의 외면에 코일 형태로 이격되게 배치되며, 상기 노즐본체의 하측에서 상측으로 갈수록 이격되는 거리가 넓어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 유도가열 증착 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유도가열부는, 상기 크루시블을 가열하도록 상기 크루시블의 외부에 배치되는 메인 유도가열부재; 및
    상기 노즐본체를 가열하는 보조 유도가열부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 유도가열 증착 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 노즐본체는, 상기 노즐부와 상기 탈착 개구부를 구비하며, 내부로 증발하는 상기 증착 물질이 유입되는 외부 하우징; 및
    상기 보조 유도가열부재를 상기 외부 하우징의 내부에 배치하여 상기 외부 하우징을 가열하도록 상기 외부 하우징에 결합되어 가열 공간부를 형성하는 내부 하우징;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 유도가열 증착 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 노즐본체는, 상기 외부 하우징과 상기 내부 하우징 사이에 상기 크루시블에서 증발하는 상기 증착 물질이 유입되어 확산되는 확산 공간부;를 더 포함하며,
    상기 내부 하우징은, 상면이 개방되어 상단부가 상기 외부 하우징에 밀폐되게 결합되며, 내부로 상기 보조 유도가열부재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 수직형 유도가열 증착 장치.
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