KR101081363B1 - 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치 - Google Patents

유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치 Download PDF

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Abstract

유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치가 개시된다. 개시된 발명은 금속재료로 이루어진 알갱이 형상의 증착물질을 일정량씩 하방으로 공급하는 공급부(100), 및 공급부(100)의 외면부에 결합되어 공급부(100)를 회전시킴으로써 증착물질의 공급위치를 결정하는 회전부(130)로 구성된다. 이와 같은 본 발명은 복수개소에 위치하는 다수의 증발원에 대해 증착물질의 공급량을 용이하게 조절할 수 있다.
공급부, 원판, 모터, 회전부, 홀 센서

Description

유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치{Metal Feeder for Producing Organic Light Emitting Diodes}
본 발명은 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착물질의 공급량 및 공급위치를 조절할 수 있는 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 전계발광 소자(Organic Light Emitting Diodes, OLED)는 유기 다이오드, 유기 EL이라고도 하며, 빠른 응답속도 이외에 기존의 액정보다 소비 전력이 작고, 가벼우며 초박형으로 만들 수 있고, 휘도가 매우 좋은 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이로 각광 받고 있다.
일반적인 유기 전계발광 디스플레이 장치에 구비되는 유기 전계발광 소자에는 서로 대향된 전극들 사이에 적어도 발광층을 포함하는 중간층이 된다. 상기 중간층에는 다양한 층들이 구비될 수 있는데, 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층 또는 전자 주입층 등을 들 수 있다. 유기 전계발광 소자의 경우, 이러한 중간층들은 유기물로 형성된 유기 박막들이다.
전하 운반층(charge transport player) 및 전하 주입층(charge injection layer)과 같은 금속층 및 유기층은 열 물리 기상 증착 공정(thermal physical vapor deposition; PVD)을 이용하여 주로 형성된다.
이러한 공정에서, 유기 재료는 증발점(또는 승화점)까지 가열되고, 증발된 유기 재료는 증착 소스로부터 분출된 후 기판상에 코팅된다. 통상적인 PVD 공정은 증발 챔버(evaporation chamber) 내에 높은 열 저항 및 화학적 안정성을 갖는 도가니를 포함하는 기상 증착 장치를 이용한다.
상기 증착 방법은 일반적으로 진공 챔버 내에 기판을 장착한 후, 증착될 물질을 담은 가열 용기를 가열하여 그 내부의 증착될 물질을 증발 또는 승화시킴으로써 박막을 제작한다.
그리고, 유기 전계발광 소자를 제조하는 공정에서, 중간층의 상하부에 구비되는 전극들은 증착 장치를 이용하여 증착(deposition)의 방법에 의해 형성될 수 있다. 물론 그 외의 배선 등도 역시 증착의 방법에 의해 형성될 수 있음은 물론이다.
유기 전계발광 소자의 전극 및 배선의 재료는 일반적으로 고온에서 증발하게 되는데, 이러한 증발온도는 재료의 종류에 따라 다양하다. 일반적으로 이용되는 마그네슘(Mg)은 500 내지 600℃, 은(Ag)은 1000℃ 이상, 알루미늄(Al)은 1000℃내외에서 증발하며, 리튬(Li)은 300℃ 정도에서 증발한다.
이와 같은 증착을 위해서는 증발 또는 승화가 이루어지는 보트(boat) 또는 도가니(crucible) 등에 증발 또는 승화될 물질(이하 '증착 물질'이라 함)이 공급되어야 한다. 종래에는 보트를 이용한 증착원을 주로 사용하고 있으며, 증착원에 공 급되는 증착 물질은 볼 또는 펠릿 형태로 제작되어 공급되는데, 복수의 증착원에 대해 금속재료 증착물질을 효율적으로 공급할 수 있는 금속재료 공급장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 증발원에 대한 금속재료 증착물질의 공급량을 용이하게 조절할 수 있고, 다수의 증발원에 대해 증착물질의 공급위치를 용이하게 조절할 수 있는 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치는 금속재료로 이루어진 알갱이 형상의 증착물질을 일정량씩 하방으로 공급하는 공급부(100); 및 상기 공급부(100)의 외면부에 결합되어 상기 공급부(100)를 회전시킴으로써 증착물질의 공급위치를 결정하는 회전부(130)를 포함한다.
여기서, 상기 공급부(100)는 외주부에 원주방향으로 다수의 관통공(103)이 형성되고, 상기 관통공(103)에 증착물질이 저장되고, 외주부에 톱니(104)가 형성된 상부원판(102), 상기 상부원판(102)이 회전가능하게 결합되고, 상기 상부원판(102)의 하나 이상의 관통공(103)에 일치하는 투입홀(106)이 형성되며, 상기 공급부(100)의 회전반경을 제공하는 회전암(105')이 외면부에 형성된 하부원판(105), 상기 상부원판(102)의 톱니(104)에 기어결합되는 피니언 기어(107, 108), 및 상기 피니언 기어(107, 108)를 회전시키는 제1 회전축(109), 및 상기 제1 회전축(109)에 연결되어 상기 제1 회전축(109)을 회전시키는 공급모터(110)를 포함한다.
그리고, 상기 회전부(130)는 상기 공급부(100)의 저면부를 지지하고, 상기 공급부(100)에서 돌출되어 상기 공급부(100)의 위치를 변동시키는 회전반경을 제공하며, 상기 제1 회전축(109)이 돌출부위(132)를 관통하는 지지판(131), 상기 지지판(131)의 저면부에 결합되고, 상기 제1 회전축(109)이 회전가능하게 내부에 설치되는 제2 회전축(133), 및 상기 제2 회전축(133)을 회전시키는 회전모터(135)를 포함한다.
또한, 상기 제2 회전축(133)과 상기 회전모터(135)는 풀리(136, 137) 및 벨트(138)로 연결되어 동력을 전달할 수 있다.
또한, 상기 회전모터(135)에는 상기 회전모터(135)에 의해 회전되고 자기력을 변화시키는 감지슬롯(141a, 141b, 141c)을 구비한 다수의 원판(140a, 140b, 140c)이 적층되어 설치되고, 상기 원판(140a, 140b, 140c)의 외주부에는 상기 감지슬롯(141a, 141b, 141c)을 감지하는 홀 센서(142a, 142b, 142c)가 일정각도 간격으로 설치되며, 상기 홀 센서(142a, 142b, 142c)는 상기 홀 센서(142a, 142b, 142c)의 자기력 변화를 감지하여 상기 회전모터(135)를 정지시키는 제어부(143)에 연결된다.
한편, 상기 공급부(100)의 외주부에는 증착물질을 기판에 공급하는 증착원(221, 222)을 개폐할 수 있는 셔터(150)가 구비된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치는 증발원에 대한 볼 또는 펠릿과 같은 알갱이 형상의 증착물질의 공급량을 증착원에 대해 용이하게 조절할 수 있다.
그리고, 공급부가 회전부에 의해 회전되어 위치가 결정됨으로써 공급부는 다수의 증발원 중 어느 하나를 선택하여 증착물질을 공급할 수 있다.
그리고, 공급부에 셔터가 구비됨으로써 사용하지 않는 증착원을 폐쇄할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 하부원판의 사시도이며, 도 3은 도 1의 금속재료 공급장치가 증착원 상에 설치된 평면도이고, 도 4는 도 3의 공급부가 다른 증착원 상으로 회전된 상태도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치는 금속재료로 이루어진 알갱이 형상의 증착물질을 일정량씩 하방으로 공급하는 공급부(100), 및 공급부(100)의 외면부에 결합되어 공급부(100)를 회전시킴으로써 증착물질의 공급위치를 결정하는 회전부(130)로 구성된다.
공급부(100)는 회전부(130)에 의해 공급부(100)의 회전반경 내에 위치한 증착원(121, 122, 123) 측으로 회전되어 증착원(121, 122, 123)의 내부로 증착물질을 투입할 수 있다. 이때, 회전부(130)는 공급부(100)를 증착원(121, 122, 123)보다 높게 지지하여 증착물질이 소모된 다수의 증착원(121, 122, 123) 상으로 공급부(100)를 회전시킬 수 있도록 한다.
구체적으로, 공급부(100)의 구성을 설명한다. 공급부(100)는 외주부에 원주방향으로 다수의 관통공(103)이 형성되고 관통공(103)에 증착물질이 저장되고 외주부에 톱니(104)가 형성된 상부원판(102)을 포함한다. 그리고, 상부원판(102)이 회전가능하게 결합되고 상부원판(102)의 하나 이상의 관통공(103)에 일치하는 투입홀(106)이 형성되며 공급부(100)의 회전반경을 제공하는 회전암(105')이 외면부에 형성된 하부원판(105)을 포함한다. 그리고, 상부원판(102)의 톱니(104)에 기어결합되는 피니언 기어(107, 108), 및 피니언 기어(107, 108)를 회전시키는 제1 회전축(109), 및 제1 회전축(109)에 연결되어 제1 회전축(109)을 회전시키는 공급모터(110)를 포함한다.
제1 회전축(109)과 공급모터(110)는 동력을 전달하는 축과 축을 연결하는 커플러(111)에 의해 연결된다. 피니언 기어(107, 108)는 하부원판(105)의 회전암(105') 상에 설치된다.
이때, 공급부(100)의 상부원판(102)은 관통공(103)이 하부원판(105)의 투입홀(106)과 일치될 때, 관통공(103)에 저장된 증착물질을 하방으로 투하하는데, 상부원판(102)의 톱니(104)에 외접된 피니언 기어(107, 108)에 의해 회전된다. 피니언 기어(107, 108)는 제1 회전축(109)과 상부원판(102)의 회전방향을 동일하게 하기 위해 두 개로 구성되어 있다. 즉, 공급모터(110)에 의해 제1 회전축(109)이 회전되고, 서로 맞물린 2개의 피니언 기어(107, 108)가 회전되며, 상부원판(102)이 회전되는 순서로 작동된다.
또한, 공급부(100)를 회전시키는 회전부(130)에 대해 구체적으로 살펴본다. 회전부(130)는 지지판(131)을 포함한다. 지지판(131)은 공급부(100)의 저면부를 지지하고, 공급부(100)에서 돌출되어 공급부(100)의 위치를 변동시키는 회전반경을 제공하고, 제1 회전축(109)이 돌출부위(132)를 관통하도록 구성된다. 즉, 지지판(131)은 하부원판(105)의 저면부 및 돌출부위(132)에 결합되어 있다. 그리고, 지지판(131)의 저면부에는 제1 회전축(109)이 회전가능하게 내부에 설치되는 제2 회전축(133)이 결합된다.
제2 회전축(133)은 베이스 판(120)에 고정되는 원통뭉치(125)를 관통하고, 원통뭉치(125)의 내부에서 베어링으로 지지된다. 제2 회전축(133)은 제2 회전축(133)의 측방에 있는 회전모터(135)로부터 동력을 전달받는다. 제2 회전축(133)과 회전모터(135)는 풀리(136, 137) 및 벨트(138)로 연결된다. 즉, 회전모터(135)의 축과 제2 회전축(133)에는 벨트(138)에 의해 연결된 풀리(136, 137)가 결합된다. 제2 회전축(133)의 풀리(136, 137)는 원통뭉치(125)의 하방에 설치되며, 고정체(126)에 지지된다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예는 공급부(100)가 회전부(130)에 의해 회전될 때, 공급부(100)를 다수의 증착원(121, 122, 123) 상에서 정지시키는 위치결정이 수행된다. 공급부(100)의 위치는 원판(140a, 140b, 140c), 감지슬롯(141a, 141b, 141c), 홀 센서(142a, 142b, 142c) 및 제어부(143)에 의해 결정된다. 즉, 회전모터(135)에는 회전모터(135)에 의해 회전되고 자기력을 변화시키는 감지슬롯(141a, 141b, 141c)을 구비한 세 개의 원판(140a, 140b, 140c)이 적층되어 설치되고, 원판(140a, 140b, 140c)의 외주부에는 감지슬롯(141a, 141b, 141c)을 감 지하는 홀 센서(142a, 142b, 142c)가 일정각도 간격으로 설치되며, 홀 센서(142a, 142b, 142c)는 홀 센서(142a, 142b, 142c)의 자기력 변화를 감지하여 회전모터(135)를 정지시키는 제어부(143)에 연결된다.
여기서, 회전모터(135)가 회전하여 공급부(100)가 회전할 때, 가장 위에 있는 원판(140a)의 감지슬롯(141a)이 첫 번째 홀 센서(142a)에 의해 감지되어 제어부(143)에 의해 공급부(100)는 정지된다. 이때, 공급부(100)는 첫 번째 증착원(121) 상에 위치된다. 회전모터(135)가 다시 회전하고 중간에 있는 원판(140b)의 감지슬롯(141b)이 대응하는 두 번째 홀 센서(142b)에 의해 감지되어 제어부(143)에 의해 공급부(100)는 정지된다. 이때, 공급부(100)는 두 번째 증착원(122) 상에 위치된다. 회전모터(135)가 다시 회전하고 가장 아래에 있는 원판(140c)의 감지슬롯(141c)이 대응하는 세 번째 홀 센서(142c)에 의해 감지되어 제어부(143)에 의해 공급부(100)는 정지된다. 이때, 공급부(100)는 세 번째 증착원(123) 상에 위치된다. 한편, 증착원(121, 122, 123) 상에는 증착원(121, 122, 123)을 개폐하는 셔터(124)가 설치되어 있다.
이와 같이, 공급부(100)는 홀 센서(142a, 142b, 142c), 감지슬롯(141a, 141b, 141c) 및 제어부(143)에 의해 증착원(121, 122, 123) 상에 이동이 정지될 수 있으며, 공급부(100)의 증착물질은 복수개소에 있는 증착원((121, 122, 123))에 투입될 수 있다.
도 5는 도 1의 공급부에 셔터가 설치된 사시도이고, 도 6은 도 5의 금속재료 공급장치가 증착원 상에 설치된 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 공급부(100)의 외주부에는 증착물질을 기판에 공급하는 증착원(221, 222)을 개폐할 수 있는 셔터(150)가 구비된다. 셔터(150)는 사용하지 않는 증착원(221)을 폐쇄하는 것으로서, 공급부(100)로부터 증착물질이 투입된 증착원(222)으로부터 기판에 증착물질이 공급될 때, 사용하지 않는 다른 증착원(221)을 폐쇄하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 공급모터(110) 및 회전모터(135)의 상부에 있는 결합판(146) 및 결합판(146)에 결합된 결합바(147)는 공급모터(110)를 본 장치 및 증착원(121, 122, 123)이 설치된 베이스 판(120)에 고정시키는 역할을 수행한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 하부원판의 사시도이다.
도 3은 도 1의 금속재료 공급장치가 증착원 상에 설치된 평면도이다.
도 4는 도 3의 공급부가 다른 증착원 상으로 회전된 상태도이다.
도 5는 도 1의 공급부에 셔터가 설치된 사시도이다.
도 6은 도 5의 금속재료 공급장치가 증착원 상에 설치된 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100: 공급부 102: 상부원판
103: 관통공 104: 톱니
105: 하부원판 105': 회전 암
106: 투입홀
107, 108: 피니언 기어 109: 제1 회전축
110: 공급모터 111: 커플러
120: 베이스 판 121, 122, 123: 증착원
125: 원통뭉치 126: 고정체
130: 회전부 131: 지지판
132: 돌출부위 133: 제2 회전축
135: 회전모터 136, 137: 풀리
138: 벨트
140a, 140b, 140c: 원판
141a, 141b, 141c: 감지슬롯
142a, 142b, 142c: 홀 센서
143: 제어부 150: 셔터
146: 결합판 147: 결합바

Claims (6)

  1. 금속재료로 이루어진 알갱이 형상의 증착물질을 일정량씩 하방으로 공급하는 공급부(100); 및
    상기 공급부(100)의 외면부에 결합되어 상기 공급부(100)를 회전시킴으로써 증착물질의 공급위치를 결정하는 회전부(130)를 포함하며,
    상기 공급부(100)는 외주부에 원주방향으로 다수의 관통공(103)이 형성되고, 상기 관통공(103)에 증착물질이 저장되고, 외주부에 톱니(104)가 형성된 상부원판(102), 상기 상부원판(102)이 회전가능하게 결합되고, 상기 상부원판(102)의 하나 이상의 관통공(103)에 일치하는 투입홀(106)이 형성되며, 상기 공급부(100)의 회전반경을 제공하는 회전암(105')이 외면부에 형성된 하부원판(105), 상기 상부원판(102)의 톱니(104)에 기어결합되는 피니언 기어(107, 108), 상기 피니언 기어(107, 108)를 회전시키는 제1 회전축(109) 및 상기 제1 회전축(109)에 연결되어 상기 제1 회전축(109)을 회전시키는 공급모터(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전부(130)는 상기 공급부(100)의 저면부를 지지하고, 상기 공급부(100)에서 돌출되어 상기 공급부(100)의 위치를 변동시키는 회전반경을 제공하며, 상기 제1 회전축(109)이 돌출부위(132)를 관통하는 지지판(131);
    상기 지지판(131)의 저면부에 결합되고, 상기 제1 회전축(109)이 회전가능하게 내부에 설치되는 제2 회전축(133); 및
    상기 제2 회전축(133)을 회전시키는 회전모터(135)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 회전축(133)과 상기 회전모터(135)는 풀리(136, 137) 및 벨트(138)에 연결된 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전모터(135)에는 상기 회전모터(135)에 의해 회전되고 자기력을 변화시키는 감지슬롯(141a, 141b, 141c)을 구비한 다수의 원판(140a, 140b, 140c)이 적층되어 설치되고, 상기 원판(140a, 140b, 140c)의 외주부에는 상기 감지슬롯(141a, 141b, 141c)을 감지하는 홀 센서(142a, 142b, 142c)가 일정각도 간격으로 설치되며, 상기 홀 센서(142a, 142b, 142c)는 상기 홀 센서(142a, 142b, 142c)의 자기력 변화를 감지하여 상기 회전모터(135)를 정지시키는 제어부(143)에 연결되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급부(100)의 외주부에는 증착물질을 기판에 공급하는 증착원을 개폐할 수 있는 셔터(150)가 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 제조공정용 금속재료 공급장치.
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