沉积装置
阅读说明：本技术 沉积装置 (Deposition apparatus ) 是由 李相硅 崔虔熏 文炳竣 曹永秀 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明的沉积装置包括将沉积原料蒸发成沉积材料的坩埚、以及被构造成加热所述坩埚的加热器单元,所述坩埚包括上表面开口并将沉积原料蒸发成沉积材料的坩埚主体、在所述坩埚主体的上部向外延伸的坩埚法兰、连接至所述坩埚法兰的上侧并设置有用于排出所述沉积材料的至少一个或多个的喷嘴的坩埚盖,所述加热器单元包括与所述坩埚主体的外侧间隔开的加热器框架、以及安装在所述加热器框架的内壁上并与所述坩埚主体间隔开的加热器,并且所述坩埚法兰支撑在所述加热器框架的上端。(The deposition apparatus of the present invention includes a crucible that evaporates a deposition raw material into a deposition material, the crucible including a crucible main body having an upper surface opened and evaporating the deposition raw material into the deposition material, a crucible flange extending outward at an upper portion of the crucible main body, a crucible cover connected to an upper side of the crucible flange and provided with at least one or more nozzles for discharging the deposition material, and a heater unit including a heater frame spaced apart from an outer side of the crucible main body, and a heater mounted on an inner wall of the heater frame and spaced apart from the crucible main body, and the crucible flange being supported at an upper end of the heater frame.)
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技术领域
]本发明涉及一种将沉积材料沉积在气相沉积对象上的沉积装置，更具体而言，涉及一种能够均匀地保持坩埚的内部温度并有效地防止坩埚侧喷嘴处的堵塞现象的沉积装置。
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背景技术
]沉积是一种将气态颗粒喷射到诸如金属或玻璃等物体的表面上以形成薄固体膜的方法。
最近，随着有机发光二极管(OLED)显示器在诸如TV或移动电话等电子设备上的使用增加，对用于OLED显示器面板的设备的研究也活跃。特别是，制造OLED显示器面板的方法包括在真空状态下在玻璃基板上沉积有机材料的过程。
具体而言，沉积过程包括加热容纳有机材料的坩埚以将有机材料蒸发成气态的过程，以及将气态的有机材料通过喷嘴沉积在基板上的过程。
为了在大面积基板上沉积有机薄膜，使用了大坩埚，但大坩埚的内部温度和压力分布的变化可能很大。
当坩埚内部出现温度不均匀时，沉积材料根据坩埚的位置而被不同地消耗，因此有机薄膜形成效率可能降低。另外，当施加到有机材料的温度高于有机材料的升华温度时，有机材料变性。难以在整个区域提供均匀的温度和压力条件并且由于长时间的连续固定而难以抑制有机材料的变性。
韩国专利登记号1671489(于2010年7月29日提交)公开了一种用于均匀地保持坩埚内部温度的有机材料蒸发源以及包含其的沉积装置。
有机材料蒸发源包括主体、包含连接至形成在主体一侧的开口的喷嘴的坩埚、布置在坩埚附近的加热器、支撑坩埚和加热器的加热器框架以及支撑加热器框架的支撑件。
由于加热器可通过加热器框架和支撑件固定在与坩埚相隔预定距离的位置处，因此加热器的热量可作为辐射热均匀地传递至坩埚。
然而，由于坩埚和加热器框架之间的温差较大，因此加热器的热量可作为传导热通过支撑件传递至坩埚。即使改善支撑件的形状和材料，在解决坩埚内部的温度不均匀方面也存在限制。
另外，当加热器框架变形时，支撑件可与规定位置分离，并且支撑件与坩埚之间的接触程度可能变化，这可能进一步导致坩埚内部的温度不均匀。
同时，在沉积过程中，气态的有机材料可沉积在喷嘴周围而形成膜，或者可发生堵塞喷嘴的孔的堵塞现象。
因此，当发生这种堵塞现象时，有机材料可能会不均匀地沉积在玻璃基板上。如果发生的堵塞现象更严重，则需要停止沉积过程以清洁喷嘴。
韩国专利注册号662624(于2003年9月3日提交)公开了一种用于降低向上部的传热率并提高向下部的热发射率的反射器以及包含其的有机电致发光层沉积用沉积源，以解决在沉积过程中有机材料堵塞喷嘴周围的堵塞现象。
反射器包括由陶瓷或传热率低的金属组成的主体、形成在主体底部并具有低发射率的金属层、以及用于主体和沉积源的上部构件之间的接触并由陶瓷制成的支撑构件。
然而，反射器仅保持坩埚上部的温度。在仅通过反射器结构完全清除位于坩埚上部的喷嘴的堵塞现象方面存在限制。
韩国专利登记号1561852(于2014年3月31日提交)公开了一种线性蒸发源(加热器可从其上拆卸)，其包括连接至坩埚的喷嘴或从坩埚的喷嘴拆卸的第一加热器单元、以及对应于坩埚的上侧和下侧的第二加热器单元和第三加热器单元。
当坩埚的喷嘴出现堵塞现象时，第一加热器单元直接将坩埚的喷嘴加热至一定温度以上，从而有效地清除喷嘴的堵塞现象。
然而，为了在坩埚的喷嘴处单独构造第一加热器单元，需要添加单独的电源和电源线来控制第一加热器单元。当针对气相沉积对象(例如对温度敏感的FMM)进行沉积时，为了防止喷嘴过热，需要提供单独的冷却装置。因此，由于复杂的结构可能难以进行维护。
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发明内容
][技术问题]
本发明设计用于解决相关技术的问题，并且本发明的目的是提供一种能够均匀地保持坩埚的内部温度并有效地防止坩埚侧喷嘴处的堵塞现象的沉积装置。
本发明的另一个目的是提供一种能够通过提供简单的坩埚安装结构来容易地进行维护的沉积装置。
[技术方案]
本发明的实施方式的沉积装置包括将沉积原料蒸发成沉积材料的坩埚、以及被构造成加热所述坩埚的加热器单元，所述坩埚包括上表面开口并在其中将沉积原料蒸发成沉积材料的坩埚主体、在所述坩埚主体的上部向外延伸的坩埚法兰、连接至所述坩埚法兰的上侧并设置有用于排出所述沉积材料的至少一个或多个的喷嘴的坩埚盖，所述加热器单元包括与所述坩埚主体的外侧间隔开的加热器框架、以及安装在所述加热器框架的内壁上并与所述坩埚主体间隔开的加热器，并且所述坩埚法兰支撑在所述加热器框架的上端。
坩埚主体的外壁和加热器框架的内壁可彼此间隔预定距离。
加热器单元还可包括安装在加热器框架的外壁的两侧表面上的侧面反射器、以及安装在加热器框架的下部以位于坩埚主体下方的下部反射器。
沉积装置还可包括冷却单元，其被构造成隔绝从加热器单元排出的热量。
冷却单元可包括与加热器单元的外侧间隔开的冷却块以及安装在冷却块的上部以位于坩埚盖上方的上部反射器，并且冷却块可包括安装在其中的绝热材料或形成在其中的冷却流路。
沉积装置还可包括紧固单元，其被构造成将坩埚盖连接至坩埚法兰。
紧固单元可包括分别设置在坩埚法兰和坩埚盖中的至少一个或多个的紧固孔、安置在坩埚法兰的紧固孔中的双螺母、以及安置在坩埚盖的紧固孔中并紧固至双螺母的螺栓。
坩埚法兰的紧固孔可形成为阶梯状，使得其上侧的直径大于其下侧的直径，坩埚盖的紧固孔可形成为阶梯状，使得其上侧的直径大于其下侧的直径，并且坩埚法兰的紧固孔的上侧的直径可小于坩埚盖的紧固孔的下侧的直径。
双螺母可包括安置在坩埚法兰的每个紧固孔的上侧并具有内螺纹和外螺纹的内螺母、安置在坩埚法兰的每个紧固孔的下侧并紧固至内螺母的外螺纹的外螺母，并且其中，螺栓紧固至内螺母的内螺纹。
沉积装置还可包括定位单元，其适配地设置在坩埚法兰、坩埚盖和加热器框架之间。
定位单元可包括从加热器框架的上端向上突出的至少一个或多个的销以及分别设置在坩埚法兰和坩埚盖中以与加热器框架的销啮合的至少一个或多个的孔。
[发明效果]
在本发明的沉积装置中，坩埚主体可位于加热器框架内部，在坩埚主体的上部形成的坩埚法兰可支撑在加热器框架的上侧，坩埚盖可通过螺栓紧固至坩埚法兰的上侧，加热器框架的销可贯穿坩埚法兰和坩埚盖的孔。
因此，由于坩埚法兰支撑在加热器框架的上侧，因此坩埚主体的内部可均匀地保持在相对较高的温度。因此，可提高薄膜形成效率并控制对温度敏感的有机材料的变性。
另外，即使发生传导性热传递，也可通过坩埚法兰将相对较高的热能传递至喷嘴，从而有效地防止堵塞现象。
另外，使用加热器框架上侧的定位销容易限定坩埚的位置。另外，即使加热器框架变形，也可使用定位销容易且有效地将坩埚固定在规定位置。
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附图说明
]图1是示出本发明的实施方式的沉积装置的侧截面图。
图2是示出本发明的实施方式的沉积装置的分解立体图。
图3是示出本发明的实施方式的沉积装置的一部分的立体图。
图4是示出应用于本发明的坩埚和加热器单元的安装结构的侧视图。
图5是示出应用于本发明的坩埚紧固结构的侧截面图。
图6是示出应用于本发明的坩埚安置结构的侧截面图。
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具体实施方式
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图1和图2是分别示出本发明的实施方式的沉积装置的侧截面图和分解立体图。
本发明的沉积装置可包括真空室1和可运送地安装在真空室1中的沉积源100。
固定气相沉积对象2的移送机构3设置在真空室1的天花板上，移送机构3可将气相沉积对象2水平地固定在沉积源100上方。气相沉积对象2可被不同地构造成包括玻璃基板。
安置沉积源100的驱动单元4设置在真空室1的下部，并且至少一个或多个的驱动单元4可在固定至真空室1的气相沉积对象2的水平或垂直方向上移动。驱动单元4可至少在比气相沉积对象2的宽度更宽的范围内移动沉积源100。然而，沉积源100可不移动并且可处于规定位置。
沉积源100是一种供给沉积材料以在气相沉积对象2上形成薄膜M的装置，并且可包括容纳沉积原料的坩埚110、被设置成围绕坩埚110的加热器单元120以及被设置成围绕加热器单元120的冷却单元130。
坩埚110将沉积原料蒸发成沉积材料并且可包括坩埚主体111、坩埚法兰112和坩埚盖113。
坩埚主体111被构造成上表面开口的容器形状，可容纳沉积原料并且在高温下将沉积原料蒸发成沉积材料。坩埚主体111可以是纵向方向较长的矩形容器，并且坩埚主体111的长度可大于气相沉积对象2的宽度或长度中的至少一个。
沉积原料是在坩埚主体111中容纳的固体/液体材料，沉积材料是在坩埚主体111中蒸发的气态材料。沉积原料和沉积材料相同，仅为便于描述而加以区分，但不限于此。
坩埚法兰112以沿径向方向延伸的法兰形状构造在坩埚主体111的上部，并且可与坩埚主体111一体构成。坩埚法兰112可支撑在下面将描述的加热器框架121的上端、加热器框架112和侧面反射器123的上端或加热器122的上端或将加热器固定至加热器框架112的加热器支架(未示出)的上端。
下面将详细描述坩埚法兰112安装在加热器框架121上的结构。
坩埚盖113可被构造成均匀排出沉积材料的盖形状，并且可安装在坩埚法兰112上以阻挡坩埚主体111的上表面。坩埚盖113可在纵向方向上形成为矩形形状，类似于坩埚主体111和坩埚法兰112的形状。下面将详细描述坩埚盖113安装在坩埚法兰112上的结构。
坩埚盖113设置有沉积材料可通过的喷嘴114。多个喷嘴114被设置成将沉积材料均匀地供给至气相沉积对象2。喷嘴114可沿坩埚盖113的纵向方向以预定间隔设置成一行。喷嘴114可形成为各种形状，例如孔或狭缝，但不限于此。
加热器单元120加热坩埚110，并且可包括加热器框架121、加热器122、侧面反射器123和下部反射器124。
加热器框架121被安装成围绕坩埚主体111以安装加热器122，并且可形成为比坩埚主体111大并且上/下表面开口的矩形柱体的形状。
加热器框架121可容纳坩埚主体111并支撑坩埚法兰112。加热器框架121的高度可大于坩埚主体111的高度，加热器框架121的宽度大于坩埚主体111的宽度，并且考虑到加热器安装空间和辐射传热空间，加热器框架可以更大。
加热器框架121可与坩埚主体111的外壁保持预定距离，并且面向坩埚主体111的外壁。坩埚主体111安装在加热器框架121的中心，并且可被安装成在坩埚主体111的两侧外壁和加热器框架121的两侧内壁之间保持均匀的距离。
加热器122安装在加热器框架121的内壁上以加热坩埚主体111，并且加热器122可被设置为使得与坩埚主体111的两侧保持预定距离。
侧面反射器123和下部反射器124可被构造成能够更好地反射由加热器122产生的辐射热的材料和表面状态的板形状。可将由加热器122产生的热量反射至坩埚110的两侧和上侧，并且反射的热量可使坩埚110的加热(例如温度分布或温度升高)更有效。因此，当加热器122工作以将坩埚110的内部温度提高至设定温度时，可降低加热器122的功耗。
侧面反射器123可安装在加热器框架121的外壁上，侧面反射器123的高度小于加热器框架121，或者侧面反射器123可被安装成避开加热器框架121，并且侧面反射器123和加热器框架121的上表面可构成相同的平面。即，坩埚法兰123可同时支撑在加热器框架121和侧面反射器123的上端。
下部反射器124可安装在加热器框架121的下部，位于坩埚主体111的下部附近，并且被安装成面向坩埚主体111的下部并横穿加热器框架121的下部。
冷却单元130防止加热器单元120的热量逸出到外部并且可包括侧面冷却块131、下部框架132和上部反射器133。
侧面冷却块131被安装成围绕加热器框架121以防止加热器单元的热量逸出到外部，并且可形成为比加热器框架121大并且在上/下方向上开口的矩形柱体的形状。
侧面冷却块131的高度可大于加热器框架121的高度，并且侧面冷却块可被构造成覆盖安置在加热器框架121上的坩埚法兰112和坩埚盖113的高度。侧面冷却块131的宽度大于加热器框架121的宽度并且考虑到预定的绝缘空间可以更大。
侧面冷却块131与加热器框架121的外壁或侧面反射器123保持预定距离，并可面向加热器框架121的外壁或侧面反射器123。加热器框架121可安装在侧面冷却块131的中心，并且可被安装成在加热器框架121的两侧外壁和侧面冷却块131的两侧内壁之间保持均匀的距离。
侧面冷却块131可包括内置于其中的绝缘材料或内置于其中的冷却流路，但不限于此。
下部框架132可安装在侧面冷却块131的下侧，加热器框架121的下部由单独的支撑件132a支撑，并且下部框架可直接支撑侧面冷却块131的下部。下部移动框架132可沿设置在上述真空室1中的驱动单元4的上侧移动，但不限于此。
上部反射器133被构造成由能够反射热量的材料制成的板形状，以将由加热器122产生的热量反射至坩埚110的上侧并使由加热器122产生的热量对气相沉积对象2或形成在气相沉积对象2上的薄膜M的影响最小化。
上部反射器133可安装在侧面冷却块131的上端以覆盖侧面冷却块131的开口的上表面，并且可设置有孔133h，该孔面向坩埚盖113的至少一部分并且将坩埚盖113一侧的喷嘴114的上部暴露于外部。
以下，将详细描述坩埚110的紧固结构和安装结构。
图3是示出本发明的实施方式的沉积装置的一部分的立体图，图4是示出应用于本发明的坩埚和加热器单元的安装结构的侧视图，图5和图6是示出应用于本发明的坩埚紧固结构和安置结构的侧截面图。
一体构成在坩埚主体111的上部的坩埚法兰112(如图1所示)可紧固至坩埚盖113并支撑在加热器框架121的上端。
坩埚法兰112与坩埚盖113的紧固结构如下。
坩埚盖113可通过紧固单元紧固至坩埚法兰112的上侧，并且紧固单元可包括螺栓141和双螺母142和143。
在坩埚法兰112和坩埚盖113中彼此对应的点处设置至少一个或多个的紧固孔112H和113H，并且坩埚法兰的紧固孔(以下称为下部紧固孔112H)和坩埚盖的紧固孔(以下称为下部紧固孔113H)可沿垂直方向贯穿。
在坩埚法兰112和坩埚盖113的纵向方向上以一定间隔设置多个上部/下部紧固孔112H和113H，并且凹槽121H可设置在与上部/下部紧固孔112H和113H对应的加热器框架121的上端中，以确保下面将描述的紧固单元可位于其中的空间。
上部紧固孔113H的上侧的直径D2大于上部紧固孔的下侧的直径d2，并且螺栓头141a可安置在上部紧固孔113H中。在上部紧固孔113H的内圆周表面中不形成螺纹，并且上部紧固孔具有沿垂直方向贯穿的阶梯孔的形状。螺栓头141a可暴露于上部紧固孔113H的上侧。
类似地，下部紧固孔112H的上侧的直径D1大于下部紧固孔的下侧的直径d1，并且双螺母142和143可安置在下部紧固孔112H中。下部紧固孔112H的上侧的直径D1优选大于上部紧固孔113H的下侧的直径d2。在下部紧固孔112H的内圆周表面中不形成螺纹，并且下部紧固孔具有沿垂直方向贯穿的阶梯孔的形状。内螺母142和143可暴露于下部紧固孔112H的下侧。
双螺母142和143可包括内螺母142和外螺母143。
内螺母142的上侧的外径大于内螺母142的下侧的外径，并且内螺母的上部142a可安置在下部紧固孔112H中。内螺母的上部142a的外径可小于下部紧固孔112H的上侧的直径D1，并且可大于下部紧固孔112H的下侧的直径d1。内螺母的下部142b的外径可小于下部紧固孔112H的下侧的直径d1。在内螺母的下部142b和下部紧固孔112H的下侧之间可确保下面将描述的外螺母143的安装空间，并且外螺纹142c可形成在内螺母的下部142b的外圆周表面上。
垂直贯穿孔可设置在内螺母142的中心，内螺纹142d可形成在内螺母142的孔的内圆周表面中，并且螺栓螺纹141b可紧固至内螺母的内螺纹142d。
外螺母143的下侧的外径可大于外螺母的上侧的外径，并且外螺母的下部143b可支撑在下部紧固孔112H的下部周边部分上。外螺母的上部143a的外径可小于下部紧固孔112H的下侧的直径d1，并且外螺母的下部143b的外径可大于下部紧固孔112H的下侧的直径d1。
垂直贯穿孔可设置在外螺母143的中心，内螺纹143c可形成在外螺母的孔的内圆周表面中，并且内螺母的外螺纹142c可紧固至外螺母的内螺纹143c。
现在将描述坩埚法兰和坩埚盖的组装过程。
内螺母142安置在坩埚法兰112的下部紧固孔112H的上侧，外螺母143组装在坩埚法兰112的下部紧固孔112H的下侧，并且内螺母的外螺纹142c紧固至外螺母的内螺纹143c。
在将坩埚盖113定位于坩埚法兰112上使得坩埚法兰112的下部紧固孔112H与坩埚盖113的上部紧固孔113H对应后，螺栓头141a安置在坩埚盖113的上部紧固孔113H中，螺栓螺纹141b紧固至内螺母的内螺纹142d。
因此，尽管螺栓螺纹141b、内螺母的外螺纹142c和内螺纹142d以及外螺母的内螺纹143c被损坏，但当切割暴露于坩埚法兰112的下侧的内螺母142或外螺母143时，可拆解螺栓141、内螺母142和外螺母143。
坩埚盖113可容易地与坩埚法兰112分离而不会损坏坩埚法兰112和坩埚盖113，坩埚主体111(如图1所示)的接近和维护是容易的。即使螺纹被损坏，也不需要更换整个坩埚111(如图1所示)，从而降低生产成本。
同时，坩埚法兰112和坩埚盖113可通过定位单元安置在加热器框架121的上端的规定位置，并且定位单元可适配地设置在坩埚法兰112、坩埚盖113和加热器框架121之间。
在一些实施方式中，定位单元可以是从加热器框架121的上端向上突出的销121a，和分别在坩埚法兰112和坩埚盖113中设置以与加热器框架的销121a啮合的孔112h和113h，但不限于此。
加热器框架的多个销121a可在加热器框架121的纵向方向上以一定间隔设置，并且坩埚法兰的多个孔112h和坩埚盖的多个孔133h可在坩埚法兰112和坩埚盖113的纵向方向上以一定间隔设置。
加热器框架的销121a的直径优选小于坩埚法兰的孔112h和坩埚盖的孔112h预定公差。加热器框架的销121a可具有向其上部变窄的直径，使得易于插入。坩埚法兰的孔112h和坩埚盖的孔113h可被构造成具有相同的尺寸，并且可形成为具有大于加热器框架的销121a的部分的最大直径的尺寸。
通过上述构成，当坩埚法兰112和坩埚盖113支撑在加热器框架121上时，如果加热器框架的销121a插入坩埚法兰的孔112h和坩埚盖的孔113h中，则坩埚110(图1所示)可容易地安置在加热器单元120(图1所示)的规定位置。
另外，即使加热器框架121变形，也可改变加热器框架的销121a的直径来防止坩埚110(图1所示)的位置改变。坩埚主体111(图1所示)可位于加热器框架121的中心以向坩埚主体111(图1所示)提供均匀的辐射热。
上述描述仅说明本发明的技术思想，并且本发明所属领域的技术人员在不脱离本发明的基本特征的情况下可以进行各种修改和变化。
因此，本发明所公开的实施方式不旨在限制本发明的技术精神，而是旨在解释本发明的技术精神，并且本发明的技术精神的范围不受这些实施方式的限制。
本发明的范围应由下述权利要求来解释，并且在其等效范围内的所有技术思想均应被解释为包括在本发明的范围内。
[工业实用性]
本实施方式可提供一种在制造OLED显示器面板时将有机材料以薄膜形状沉积在玻璃基板上的沉积装置。
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