KR101196517B1 - 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용증발원 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 박막 제작에 있어, 고진공 상태에서 박막을 형성하는데 사용되는 유기물의 증발원에 관한 것으로서, 특히 선형의 도가니의 길이를 증가하여 유기물의 충전량을 늘림으로써, 장시간 유기물 증착이 가능하고, 노즐의 개수를 증가하여 유기물 기체의 분출량을 증가하여 증착속도를 빠르게 하고, 유기물 분출구인 노즐이 유기물의 경화에 의하여 막히지 않도록 노즐부를 가열하는 돌출 열선을 가지므로, 장시간 연속 증착이 가능하여 유기소자의 양산성을 획기적으로 향상시키는 선형도가니와 환형도가니를 사용하는 증발원에 관한 발명인 것이다
유기EL, 선형도가니, 환형도가니, 노즐, 열선
Description
도1은 본 발명에 따른 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원의 선형도가니부의 제1 실시예인 선형의 도가니와 덮개, 3개의 노즐부가 결합된 사시도.
도2는 도1의 선형도가니와 3개의 노즐부 삽입구를 가지는 덮개의 단면도.
도3의 (a),(b)는 본 발명에 따른 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원의 선형도가니부에 사용되는 선형도가니 가열용 긴 열선과 돌출된 열선A, B를 나타내는 도면.
도4의 (a)는 본 발명에 따른 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원의 선형도가니부의 제2 실시예로서, 잠금날개를 가진 선형도가니와 잠금날개를 가진 덮개의 개략 단면도.
도4의 (b)는 도4의 (a)의 결합부분의 확대단면도.
도5는 본 발명에 따른 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원에 사용되는 노즐부의 일 예인 원통형의 노즐을 나타내는 도면.
도6은 도5의 원통형 노즐과 도가니 덮개와의 결합상태를 나타내는 일 실시도.
도7은 본 발명에 따른 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원에 사용되는 열선을 고정시키는 열선고정장치의 일 예를 나타내는 도면.
도8은 도7의 열선고정장치에 열선삽입부와 열선위치고정부가 더 구비된 상태의 다른 예의 열선고정장치의 일측단면도
도9는 본 발명에 따른 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원의 제3 실시예인 환형도가니의 개략도.
<도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명>
10: 선형도가니 11: 선형도가니 덮개
12: 노즐부 13: 노즐부 삽입구
14: 하부 잠금날개 15: 상부 잠금날개
16: 금속링A 17: 금속링 안착홈
18: 금속볼트 19: 금속너트
20: 열선 21: 돌출열선A
22: 돌출열선B
30: 원통형노즐 31: 노즐 잠금부
32: 노즐나사산
40: 노즐 삽입구 나사산 41: 금속링B
42: 노즐 삽입구의 금속링 안착홈
50: 열선 고정대 51: 열선삽입부
52: 열선위치 고정부 53: 스크류
54: 열선 55: 열선홈
60: 환형도가니
본 발명은 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선형 또는 환형의 대용량 도가니를 사용함으로써 유기물의 충전양을 늘리고, 선형의 도가니와 환형의 도가니 내부의 열에너지 분포를 균일하게 할 뿐만 아니라, 노즐부의 막힘현상이 없도록 하는 가열장치를 구비하여 유기박막 소자의 양산수율을 향상시킨 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원에 관한 것이다.
기존의 유기물 증발원은 용량이 100cc 정도이고, 일주일 사용량이 400cc 이상이 되므로, 현재의 양산장비에서는 여러 개의 증발원을 리볼버 장치에 담아서 사용하므로 증발원 교체시 걸리는 시간 때문에 유기소자의 양산수율이 저하된다.
또한, 증발원의 교체가 가능한 교환장치의 설치가 어려우며, 자동화가 용이하지 않아 전체 설비의 가격이 상승하는 요인이기도 하다. 특히, 유기박막의 두께를 두텁게 하기 위하여 같은 유기물의 증발원을 두 개 이상 동시에 사용하여 양산성을 높이는 노력을 하고 있으나, 각 증발원에 연결되어 사용되는 전원공급기와 콘트롤러의 개수가 증가하여 유기소자의 양산장비의 가격상승의 요인이 되고 있다.
기존의 유기물 증발원은 용량이 100cc 정도이고, 일주일 사용량이 400cc 이상이 되므로, 현재의 양산장비에서는 여러 개의 증발원을 리볼버 장치에 담아서 사용하므로 증발원 교체시 걸리는 시간 때문에 유기소자의 양산수율이 저하된다.
또한, 증발원의 교체가 가능한 교환장치의 설치가 어려우며, 자동화가 용이하지 않아 전체 설비의 가격이 상승하는 요인이기도 하다. 특히, 유기박막의 두께를 두텁게 하기 위하여 같은 유기물의 증발원을 두 개 이상 동시에 사용하여 양산성을 높이는 노력을 하고 있으나, 각 증발원에 연결되어 사용되는 전원공급기와 콘트롤러의 개수가 증가하여 유기소자의 양산장비의 가격상승의 요인이 되고 있다.
아울러, 현재 사용되는 원통형의 도가니는 도가니의 중심부와 벽면의 온도 분포가 균일하지 않아 도가니에 충전된 유기물에 열에너지를 균일하게 공급할 수가 없다. 즉, 도가니 중심부에 놓인 유기물의 증발을 위하여 도가니를 너무 가열하게 되면, 높은 열에너지가 공급되어 유기물 분자의 분해가 일어나, 장시간 유기물을 사용할 수 없게 된다. 또한, 유기물이 분출되는 노즐부는 열선 밖으로 노출되어 있어, 도가니의 내부보다 온도가 낮으므로, 유기물 분자가 노즐의 입구에 고체화 되어, 장시간 사용 시, 노즐의 막힘현상이 발생된다.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 대면적 유기박막 소자를 양산할 수 있도록 유기물의 충전용량이 충분하도록 (400cc ~ 1200cc) 하고, 도가니 내부의 열에너지 분포를 균일하게 할 수 있는 대용량 선형 또는 환형 도가니를 제공하는 것이고, 또한 가급적 한 개의 전원공급기를 사용하도록 하여 설비의 원가상승을 막고, 유기물의 증착속도를 증가시킬 수 있는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제2 목적은 노즐부의 가열장치를 구비하여 장시간 사용하여도 노즐부가 막히는 현상이 발생되지 않도록 하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제2 목적은 노즐부의 가열장치를 구비하여 장시간 사용하여도 노즐부가 막히는 현상이 발생되지 않도록 하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원은,
긴 직육면체 모양의 선형도가니;
상기 선형도가니 상부에 결합되는 선형도가니 덮개; 및
상기 선형도가니 덮개의 상부에 이격되게 결합된 적어도 3개의 노즐부;가 결합되어 구성된 선형도가니부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 선형도가니 덮개의 상부 내측은 경사진 지붕들로 구성되고,
상기 경사진 지붕의 꼭대기에 해당되는 위치에는 상기 노즐부가 결합되는 적어도 3개의 노즐부 삽입구가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증발원은 상기 선형도가니부를 가열하는 열선을 더 구비하며, 상기 열선에는 적어도 3개의 돌출열선이 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 열선의 형태는 상기 선형도가니와 상기 선형도가니 덮개, 및 상기 노즐부를 가열할 수 있도록 상하로 길쭉하고 지그재그 형태로 감겨진 형태인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원은, 상기 열선을 고정시키는 열선고정장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 열선고정장치는
열선고정대;
상기 열선고정대의 상부 또는 하부에 결합되며, 상기 열선이 삽입되는 다수개의 열선홈을 가지는 열선삽입부; 및
상기 열선삽입부의 상부 또는 하부에 순차적으로 결합되며, 상기 열선의 위치를 고정시키는 열선위치고정부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 열선삽입부의 다수개의 열선홈은 일단부가 개방된 장방형 홈이며, 일정간격으로 이격되어 형성되고,
상기 열선은 상기 열선홈에 삽입됨으로써 상기 열선의 간격이 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원은,
상기 선형도가니부의 선형도가니와 선형도가니 덮개에 결합부위에 대응되는 상하부 잠금날개를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 상하부 잠금날개에는 대응되는 금속링 안착홈이 형성되며, 상기 안착홈에는 금속링을 사이에 끼운 후 볼트와 너트로 잠글수 있는 것을 특징으로 ㅎe다.
또한, 상기 노즐부는 중간에 노즐잠금부가 형성되고 하부에 나사산이 형성된 원통형 노즐인 것을 특징으로 하며,
상기 선형도가니 덮개의 노즐부 삽입구 내측면에는 나사산이 형성되어 있고, 상기 노즐부 삽입구의 하부테두리에는 내측으로 걸림턱이 형성되어 있으며, 상기 걸림턱에는 안착홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원통형 노즐의 저면 테두리에는 상기 걸림턱의 안착홈에 대응되는 안착홈을 더 구비하고,
상기 안착홈에는 금속링이 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원은,
상기 선형도가니를 더욱 신장하여 환형도가니로 구성하고, 상기 도가니 덮개 상부에 적어도 6개의 노즐부를 결합하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본발명의 각 구성을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
긴 직육면체 모양의 선형도가니;
상기 선형도가니 상부에 결합되는 선형도가니 덮개; 및
상기 선형도가니 덮개의 상부에 이격되게 결합된 적어도 3개의 노즐부;가 결합되어 구성된 선형도가니부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 선형도가니 덮개의 상부 내측은 경사진 지붕들로 구성되고,
상기 경사진 지붕의 꼭대기에 해당되는 위치에는 상기 노즐부가 결합되는 적어도 3개의 노즐부 삽입구가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증발원은 상기 선형도가니부를 가열하는 열선을 더 구비하며, 상기 열선에는 적어도 3개의 돌출열선이 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 열선의 형태는 상기 선형도가니와 상기 선형도가니 덮개, 및 상기 노즐부를 가열할 수 있도록 상하로 길쭉하고 지그재그 형태로 감겨진 형태인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원은, 상기 열선을 고정시키는 열선고정장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 열선고정장치는
열선고정대;
상기 열선고정대의 상부 또는 하부에 결합되며, 상기 열선이 삽입되는 다수개의 열선홈을 가지는 열선삽입부; 및
상기 열선삽입부의 상부 또는 하부에 순차적으로 결합되며, 상기 열선의 위치를 고정시키는 열선위치고정부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 열선삽입부의 다수개의 열선홈은 일단부가 개방된 장방형 홈이며, 일정간격으로 이격되어 형성되고,
상기 열선은 상기 열선홈에 삽입됨으로써 상기 열선의 간격이 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원은,
상기 선형도가니부의 선형도가니와 선형도가니 덮개에 결합부위에 대응되는 상하부 잠금날개를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 상하부 잠금날개에는 대응되는 금속링 안착홈이 형성되며, 상기 안착홈에는 금속링을 사이에 끼운 후 볼트와 너트로 잠글수 있는 것을 특징으로 ㅎe다.
또한, 상기 노즐부는 중간에 노즐잠금부가 형성되고 하부에 나사산이 형성된 원통형 노즐인 것을 특징으로 하며,
상기 선형도가니 덮개의 노즐부 삽입구 내측면에는 나사산이 형성되어 있고, 상기 노즐부 삽입구의 하부테두리에는 내측으로 걸림턱이 형성되어 있으며, 상기 걸림턱에는 안착홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원통형 노즐의 저면 테두리에는 상기 걸림턱의 안착홈에 대응되는 안착홈을 더 구비하고,
상기 안착홈에는 금속링이 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원은,
상기 선형도가니를 더욱 신장하여 환형도가니로 구성하고, 상기 도가니 덮개 상부에 적어도 6개의 노즐부를 결합하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본발명의 각 구성을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1에는 본 발명에 따른 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원의 선형도가니부의 제1 실시예가 도시되어 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 증발원의 선형도가니부는 선형도가니, 선형도가니 덮개 및 적어도 3개의 노즐부가 결합되어 구성된다.
선형도가니(10)는 긴 직육면체 모양으로서, 선형도가니(10)의 상부에 선형도가니 덮개(11)가 끼움 결합되며, 덮개의 상부에는 적어도 3개의 노즐부(12)가 이격되게 결합되어 있다. 노즐부(12)는 도5에 도시된 원통형 노즐로 구성될 수 있다.
이와 같이 적어도 3개의 노즐부를 형성하는 이유는,
가운데 노즐만 설치하면 대면적의 유기박막 형성 시 박막 두께의 균일도를 유지하기 힘들므로 좌우에 노즐들을 추가로 설치하여 사용할 수 있도록 한 것이다. 이는, 가운데 노즐만 사용하면, 가운데는 두껍고 끝부분은 얇은 유기 박막을 얻게 되므로 얇은 두께의 유기박막을 두텁게 보상해 주기 위하여 좌우 두개의 노즐을 더 설치하는 것이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 증발원의 선형도가니부는 선형도가니, 선형도가니 덮개 및 적어도 3개의 노즐부가 결합되어 구성된다.
선형도가니(10)는 긴 직육면체 모양으로서, 선형도가니(10)의 상부에 선형도가니 덮개(11)가 끼움 결합되며, 덮개의 상부에는 적어도 3개의 노즐부(12)가 이격되게 결합되어 있다. 노즐부(12)는 도5에 도시된 원통형 노즐로 구성될 수 있다.
이와 같이 적어도 3개의 노즐부를 형성하는 이유는,
가운데 노즐만 설치하면 대면적의 유기박막 형성 시 박막 두께의 균일도를 유지하기 힘들므로 좌우에 노즐들을 추가로 설치하여 사용할 수 있도록 한 것이다. 이는, 가운데 노즐만 사용하면, 가운데는 두껍고 끝부분은 얇은 유기 박막을 얻게 되므로 얇은 두께의 유기박막을 두텁게 보상해 주기 위하여 좌우 두개의 노즐을 더 설치하는 것이다.
또한, 가운데 노즐을 사용하지 않고 좌우 두개의 노즐만 사용할 수도 있다. 이경우 노즐에서 분출되는 기체의 양이, 한 개의 노즐만 사용할 때보다 두 배가 되므로 유기박막의 증착속도를 두배 증가하는 효과가 있기도 하다. 즉, 유기박막 소자의 양산 시 TACT 타임을 빠르게 하는 효과가 발생하여 양산수율을 높일 수 있게 된다.
도2에는 도1의 선형도가니부의 선형도가니와 3개의 노즐부 삽입구를 가지는 덮개의 단면도가 도시되어 있다.
도2에 도시된 바와 같이, 선형도가니(10) 상부에 결합되는 선형도가니 덮개(11)는 상부 내측은 경사진 지붕들로 구성되고, 선형도가니 덮개(11)의 상부 경사진 지붕의 꼭대기에 해당되는 위치에는 적어도 3개의 노즐부 삽입구(13)들이 형성된다. 이때, 노즐부 삽입구(13)에는 도6에 도시된 바와 같이 나사산(40)을 더 구비하여 후술하는 원통형 노즐의 나사산(32)과 결합되도록 할 수 있다.
여기서, 경사진 지붕은 증발되는 유기물이 노즐부를 향하도록 하여 기체의 분출이 용이하도록 하는 역할을 하게 된다.
또한, 선형도가니(10) 상부와 결합된 선형도가니 덮개(11)가 선형도가니(10) 상부 내측으로 끼움결합할 수 있도록 선형도가니 덮개(11)의 외측면에는 단턱을 형성한다.
도2에 도시된 바와 같이, 선형도가니(10) 상부에 결합되는 선형도가니 덮개(11)는 상부 내측은 경사진 지붕들로 구성되고, 선형도가니 덮개(11)의 상부 경사진 지붕의 꼭대기에 해당되는 위치에는 적어도 3개의 노즐부 삽입구(13)들이 형성된다. 이때, 노즐부 삽입구(13)에는 도6에 도시된 바와 같이 나사산(40)을 더 구비하여 후술하는 원통형 노즐의 나사산(32)과 결합되도록 할 수 있다.
여기서, 경사진 지붕은 증발되는 유기물이 노즐부를 향하도록 하여 기체의 분출이 용이하도록 하는 역할을 하게 된다.
또한, 선형도가니(10) 상부와 결합된 선형도가니 덮개(11)가 선형도가니(10) 상부 내측으로 끼움결합할 수 있도록 선형도가니 덮개(11)의 외측면에는 단턱을 형성한다.
이러한 선형도가니와 그 덮개의 길이를 증가하면 더 많은 양의 유기물이 충전되어 장시간 유기박막의 증착 공정을 수행할 수 있다. 특히, 유기박막의 크기가 커져 대면적이 될 경우에는 사용되는 유기물의 양이 증가하고 그 결과, 유기물의 더욱 많은 충전양이 필요하게 되므로, 본 발명에 따른 선형 도가니의 형태는 대면적의 유기소자 양산용 증발원으로 효과적이다.
도3의 (a)와 (b)에는 본 발명에 따른 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원의 선형도가니부에 사용되는 선형도가니 가열용 긴 열선과 돌출된 열선A, B가 도시되어 있다.
도3에 도시된 바와 같이, 열선(20)의 형태는 선형도가니와 그 덮개, 및 노즐부를 가열할 수 있도록 상하로 길쭉하고 지그재그 형태로 감겨진 형태이다. 특히, 노즐부에 집중된 가열이 필요하므로 열선(20)에서 노즐부 위치에 대응되는 열선은 적어도 3개의 돌출된 열선A(21), 또는 적어도 3개의 돌출된 열선B(22)의 형태를 가진다.
이와 같이 열선(20)에 구성된 돌출된 열선A(21) 또는 돌출된 열선B(22)는 노즐부를 적당한 온도로 가열할 수 있게 되고, 그럼으로써 유기물기체가 노즐부에 달라붙어 경화되는 것 및 노즐이 막히는 것을 방지하게 된다.
이것은, 노즐부를 통하여 기체가 분출될 시 도가니 내부의 열에너지가 적외선의 형태로 분출되므로 노즐부는 도가니에 비해 상대적으로 냉각되는 현상이 발생하는데, 이때 냉각된 도가니의 노즐부를 가열하지 않으면, 유기물 기체가 달라붙어 경화되므로 노즐이 막히는 현상이 발생하기 때문이다.
도3에 도시된 바와 같이, 열선(20)의 형태는 선형도가니와 그 덮개, 및 노즐부를 가열할 수 있도록 상하로 길쭉하고 지그재그 형태로 감겨진 형태이다. 특히, 노즐부에 집중된 가열이 필요하므로 열선(20)에서 노즐부 위치에 대응되는 열선은 적어도 3개의 돌출된 열선A(21), 또는 적어도 3개의 돌출된 열선B(22)의 형태를 가진다.
이와 같이 열선(20)에 구성된 돌출된 열선A(21) 또는 돌출된 열선B(22)는 노즐부를 적당한 온도로 가열할 수 있게 되고, 그럼으로써 유기물기체가 노즐부에 달라붙어 경화되는 것 및 노즐이 막히는 것을 방지하게 된다.
이것은, 노즐부를 통하여 기체가 분출될 시 도가니 내부의 열에너지가 적외선의 형태로 분출되므로 노즐부는 도가니에 비해 상대적으로 냉각되는 현상이 발생하는데, 이때 냉각된 도가니의 노즐부를 가열하지 않으면, 유기물 기체가 달라붙어 경화되므로 노즐이 막히는 현상이 발생하기 때문이다.
또한, 이 경우 하나의 가열선으로 도가니도 가열하고 노즐부도 동시에 가열하므로, 기존의 경우처럼 두 개 이상의 가열선이 필요 없게 되며, 사용되는 전원공급기와 자동 콘트롤러의 개수를 줄일 수 있어 증착장비의 원가 절감과 사용자의 운용이 매우 편리해지는 효과가 생긴다.
도4의 (a)는 본 발명에 따른 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원의 선형도가니부의 제2 실시예로서, 잠금날개를 가진 선형도가니와 잠금날개를 가진 선형도가니 덮개의 단면도가 개략적으로 도시되어 있고, 도4의 (b)에는 도4의 (a)의 결합부분의 확대단면도가 도시되어 있다.
도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 증발원의 선형도가니부는 제1 실시예 선형도가니부의 선형도가니(10)와 선형도가니 덮개(11)의 결합부위에 각각 대응되는 상하부 잠금날개(14, 15)를 더 구비하여 선형도가니(10)와 선형도가니 덮개(11)를 밀봉되게 잠글 수 있도록 한다. 이는 선형도가니(10)와 선형도가니 덮개(11)사이의 공간을 통하여 유기물 기체가 새어 나가지 않도록 하기 위한 것이다.
여기서, 상부 잠금날개(15)와 하부 잠금날개(14)의 마주 보는 면에는 금속링(16)을 끼워넣도록 하는 금속링 안착홈(17)을 더 구비할 수 있다. 이때, 금속링 안착홈(17)에 금속링A(16)을 결합 후 금속볼트(18)와 너트(19)를 사용하여 더욱 세게 도가니와 덮개를 잠글 수 있게 된다.
도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 증발원의 선형도가니부는 제1 실시예 선형도가니부의 선형도가니(10)와 선형도가니 덮개(11)의 결합부위에 각각 대응되는 상하부 잠금날개(14, 15)를 더 구비하여 선형도가니(10)와 선형도가니 덮개(11)를 밀봉되게 잠글 수 있도록 한다. 이는 선형도가니(10)와 선형도가니 덮개(11)사이의 공간을 통하여 유기물 기체가 새어 나가지 않도록 하기 위한 것이다.
여기서, 상부 잠금날개(15)와 하부 잠금날개(14)의 마주 보는 면에는 금속링(16)을 끼워넣도록 하는 금속링 안착홈(17)을 더 구비할 수 있다. 이때, 금속링 안착홈(17)에 금속링A(16)을 결합 후 금속볼트(18)와 너트(19)를 사용하여 더욱 세게 도가니와 덮개를 잠글 수 있게 된다.
이때, 가해지는 볼트너트간 결합력에 의해 도가니와 덮개 사이의 밀착력을 높이도록 금속링은 약간 물렁물렁한 성질을 가지는 구리선이나 탄탈선을 사용하는 것이 바람직하다.
도5는 본 발명에 따른 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원에 사용되는 노즐부의 일 예인 원통형 노즐이 도시되어 있다.
도5에 도시된 바와 같이, 원통형 노즐(30)은 중간에는 노즐 잠금부(31)가 환형으로 돌출형성되고 하부에는 나사산(32)이 형성되어 있다.
여기서, 노즐 잠금부(31) 측면에는 각도를 형성하도록 하여 스페너 같은 툴을 사용하여 더욱 세게 잠금이 용이하게 하여준다. 또한, 노즐(30)의 하부에 형성된 나사산(32)은 상술한 노즐부 삽입구(13)의 나사산(40)과 대응되어 결합되도록 한다.
도5에 도시된 바와 같이, 원통형 노즐(30)은 중간에는 노즐 잠금부(31)가 환형으로 돌출형성되고 하부에는 나사산(32)이 형성되어 있다.
여기서, 노즐 잠금부(31) 측면에는 각도를 형성하도록 하여 스페너 같은 툴을 사용하여 더욱 세게 잠금이 용이하게 하여준다. 또한, 노즐(30)의 하부에 형성된 나사산(32)은 상술한 노즐부 삽입구(13)의 나사산(40)과 대응되어 결합되도록 한다.
도6에는 도5의 원통형 노즐과 도가니 덮개와의 결합상태가 구체적으로 도시되어 있다.
도6에 도시된 바와 같이, 선형도가니 덮개의 상부에 형성된 노즐부 삽입구 내측면에는 원통형 노즐(30)의 하부에 형성된 나사산(32)과 결합되는 나사산(40)이 형성되어 있고, 노즐부 삽입구의 하부 테두리에는 내측으로 걸림턱이 형성되어 있으며, 걸림턱에는 안착홈(42)이 형성되어 있다.
이때, 걸림턱과 접촉되는 원통형 노즐(30)의 저면 테두리에 걸림턱의 안착홈(42)에 대응되는 안착홈을 형성하는 것도 바람직하다. 안착홈(42)에는 금속링B(41)를 결합시킨다. 여기서, 마찬가지로 결합력에 의해 노즐과 덮개 사이의 밀착력을 높이도록 금속링은 약간 물렁물렁한 성질을 가지는 구리선이나 탄탈선이 바람직하다.
이와 같은 구성의 원통형 노즐을 도가니 덮개의 노즐부 삽입구에 결합시킴으로써, 노즐을 세게 잠그면, 금속링이 눌려 유기물 기체가 새어나가지 않게 된다.
도6에 도시된 바와 같이, 선형도가니 덮개의 상부에 형성된 노즐부 삽입구 내측면에는 원통형 노즐(30)의 하부에 형성된 나사산(32)과 결합되는 나사산(40)이 형성되어 있고, 노즐부 삽입구의 하부 테두리에는 내측으로 걸림턱이 형성되어 있으며, 걸림턱에는 안착홈(42)이 형성되어 있다.
이때, 걸림턱과 접촉되는 원통형 노즐(30)의 저면 테두리에 걸림턱의 안착홈(42)에 대응되는 안착홈을 형성하는 것도 바람직하다. 안착홈(42)에는 금속링B(41)를 결합시킨다. 여기서, 마찬가지로 결합력에 의해 노즐과 덮개 사이의 밀착력을 높이도록 금속링은 약간 물렁물렁한 성질을 가지는 구리선이나 탄탈선이 바람직하다.
이와 같은 구성의 원통형 노즐을 도가니 덮개의 노즐부 삽입구에 결합시킴으로써, 노즐을 세게 잠그면, 금속링이 눌려 유기물 기체가 새어나가지 않게 된다.
도7과 도8에는 본 발명에 따른 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원에 사용되는 열선을 고정시키는 열선고정장치가 도시되어 있다.
도7 및 도8에 도시된 바와 같이, 열선고정장치는 열선고정대(50), 열선삽입부(51), 및 열선위치고정부(52)로 구성된다.
열선고정대(50)는 열선고정장치의 지지대 역할을 하는 것으로서, 상부 및/또는 하부에 다수개의 체결구멍이 형성되어 있다.
열선삽입부(51)는 열선고정대(50) 상부 및/또는 하부에 결합되어 삽입된 열선 또는 삽입된 열선의 상하부를 지지하고 고정시키기 위한 것으로, 장방형의 다수개의 열선홈(55)이 일정간격(D)으로 이격되어 형성되고, 다수개의 체결구멍도 형성된 판형상이다.
이때, 장방형 열선홈(55)의 일단부는 개방되어 상하로 길쭉하고 지그재그 형태로 감겨진 열선(20)이 열선홈(55)에 삽입될 수 있도록 한다. 열선(20)은 다수개의 열선홈(55)에 필요에 따른 간격으로 삽입하여 열선의 간격, 즉 밀도를 조절할 수 있다.
열선위치고정부(52)는 열선고정대(50) 상부 및/또는 하부에 결합된 열선삽입부(51)의 상부 및/또는 하부에 순차적으로 결합되어 열선의 위치 또는 열선의 상하 위치를 고정시키기 위한 것으로, 열선고정대(50) 및 열선삽입부(51)의 체결구멍에 대응되는 다수개의 체결구멍이 형성된 판형상이다.
여기서, 열선고정대(50), 열선삽입부(51) 및 열선위치고정부(52)는 체결구멍에 스크류(53)를 사용하여 고정할 수 있다.
열선고정장치의 결합과정을 설명하면 다음과 같다.
지그재그 형태의 열선(54)을 열선삽입부(51)의 열선홈(55)에 각각 끼운 다음 열선고정대(50) 상부 및/또는 하부에 열선삽입부(51)의 구조물을 고정하고, 열선위치고정부(52)를 순차적으로 고정하되, 스크류(53)를 사용하여 열선고정대(50)에 열선삽입부(51)와 열선위치고정부(52)를 함께 고정하게 된다. 이때, 열선사이의 간격은 적당히 변화를 주어서 열선의 밀도를 조절함으로써 적절한 열에너지 분포가 균일하게 도가니와 노즐부에 유지되도록 한다. 이렇게 하여 열선을 용이하게 열선 고정장치에 고정하여 제작하게 되는 것이다.
도7 및 도8에 도시된 바와 같이, 열선고정장치는 열선고정대(50), 열선삽입부(51), 및 열선위치고정부(52)로 구성된다.
열선고정대(50)는 열선고정장치의 지지대 역할을 하는 것으로서, 상부 및/또는 하부에 다수개의 체결구멍이 형성되어 있다.
열선삽입부(51)는 열선고정대(50) 상부 및/또는 하부에 결합되어 삽입된 열선 또는 삽입된 열선의 상하부를 지지하고 고정시키기 위한 것으로, 장방형의 다수개의 열선홈(55)이 일정간격(D)으로 이격되어 형성되고, 다수개의 체결구멍도 형성된 판형상이다.
이때, 장방형 열선홈(55)의 일단부는 개방되어 상하로 길쭉하고 지그재그 형태로 감겨진 열선(20)이 열선홈(55)에 삽입될 수 있도록 한다. 열선(20)은 다수개의 열선홈(55)에 필요에 따른 간격으로 삽입하여 열선의 간격, 즉 밀도를 조절할 수 있다.
열선위치고정부(52)는 열선고정대(50) 상부 및/또는 하부에 결합된 열선삽입부(51)의 상부 및/또는 하부에 순차적으로 결합되어 열선의 위치 또는 열선의 상하 위치를 고정시키기 위한 것으로, 열선고정대(50) 및 열선삽입부(51)의 체결구멍에 대응되는 다수개의 체결구멍이 형성된 판형상이다.
여기서, 열선고정대(50), 열선삽입부(51) 및 열선위치고정부(52)는 체결구멍에 스크류(53)를 사용하여 고정할 수 있다.
열선고정장치의 결합과정을 설명하면 다음과 같다.
지그재그 형태의 열선(54)을 열선삽입부(51)의 열선홈(55)에 각각 끼운 다음 열선고정대(50) 상부 및/또는 하부에 열선삽입부(51)의 구조물을 고정하고, 열선위치고정부(52)를 순차적으로 고정하되, 스크류(53)를 사용하여 열선고정대(50)에 열선삽입부(51)와 열선위치고정부(52)를 함께 고정하게 된다. 이때, 열선사이의 간격은 적당히 변화를 주어서 열선의 밀도를 조절함으로써 적절한 열에너지 분포가 균일하게 도가니와 노즐부에 유지되도록 한다. 이렇게 하여 열선을 용이하게 열선 고정장치에 고정하여 제작하게 되는 것이다.
도9에는 본 발명에 따른 대용량도가니를 사용하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원의 선형도가니의 제3 실시예인 환형도가니가 도시되어 있다.
도9에 도시된 바와 같이, 도1에 도시된 선형도가니를 더욱 신장시켜 길게 한 다음 양 말단을 이어 환형도가니(60)로 구성할 수 있다.
환형도가니(60) 상부에 결합된 덮개에는 적어도 6개 이상의 노즐부를 결합시킴으로써, 각 노즐에서 분출되는 기체들의 합이 기판상에 고르게 분포하여 증착 되도록 할 수 있다. 그 결과, 대면적의 기판을 회전하지 않아도 유기박막의 균일도(Uniformity)를 5% 미만을 얻을 수 있는 장치이다.
도9에 도시된 바와 같이, 도1에 도시된 선형도가니를 더욱 신장시켜 길게 한 다음 양 말단을 이어 환형도가니(60)로 구성할 수 있다.
환형도가니(60) 상부에 결합된 덮개에는 적어도 6개 이상의 노즐부를 결합시킴으로써, 각 노즐에서 분출되는 기체들의 합이 기판상에 고르게 분포하여 증착 되도록 할 수 있다. 그 결과, 대면적의 기판을 회전하지 않아도 유기박막의 균일도(Uniformity)를 5% 미만을 얻을 수 있는 장치이다.
본 발명인 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원은 선형도가니를 구성함으로써, 용량에 따라 도가니의 길이를 조정하여 사용하고, 박막의 두께에 따라 유기물이 분출되는 노즐의 개수를 조정하여 증착속도의 증가나 감소가 가능하므로 유기박막 제작에 있어서 장시간 사용이 가능하고, 유기물이 노즐외의 결합된 부분으로 새어나가지 않도록 하여 유기박막의 장시간 증착이 가능하여 유기소자의 양산수율을 획기적으로 향상시키는데 용이한 발명인 것이다. 또한 대면적의 기판을 회전하지 않고도 장시간 유기박막의 증착공정이 가능한 발명인 것이다.
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- 긴 직육면체 모양의 선형도가니; 상기 선형도가니 상부에 결합되는 선형도가니 덮개; 및 상기 선형도가니 덮개의 상부에 이격되게 결합된 적어도 3개의 노즐부;가 결합되어 구성된 선형도가니부를 포함하고,상기 선형도가니부에는 상기 선형도가니와 상기 선형도가니 덮개, 및 상기 노즐부를 가열할 수 있도록 상하로 길쭉하고 지그재그 형태로 감겨진 형태이며, 적어도 3개의 돌출열선이 형성된 열선이 구비되며,상기 열선은,열선고정대; 상기 열선고정대의 상부 또는 하부에 결합되며, 상기 열선이 삽입되는 다수개의 열선홈을 가지는 열선삽입부; 및 상기 열선삽입부의 상부 또는 하부에 순차적으로 결합되며, 상기 열선의 위치를 고정시키는 열선위치고정부;를 포함하여 구성된 열선고정장치로 고정되는 것을 특징으로 하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원.
- 제12항에 있어서,상기 열선삽입부의 다수개의 열선홈은 일단부가 개방된 장방형 홈이며, 일정간격으로 이격되어 형성되고,상기 열선은 상기 열선홈에 삽입됨으로써 상기 열선의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원.
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- 긴 직육면체 모양의 선형도가니;상기 선형도가니 상부에 결합되는 선형도가니 덮개; 및상기 선형도가니 덮개의 상부에 이격되게 결합된 적어도 3개의 노즐부;가 결합되어 구성된 선형도가니부를 포함하며,상기 선형도가니부의 선형도가니와 선형도가니 덮개에는 결합부위에 대응되는 상하부 잠금날개를 더 구비하고,상기 상하부 잠금날개에는 대응되는 금속링 안착홈이 형성되며, 상기 안착홈에는 금속링을 사이에 끼운 후 볼트와 너트로 잠글수 있는 것을 특징으로 하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원.
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- 긴 직육면체 모양의 선형도가니;상기 선형도가니 상부에 결합되는 선형도가니 덮개; 및상기 선형도가니 덮개의 상부에 이격되게 결합된 적어도 3개의 노즐부;가 결합되어 구성된 선형도가니부를 포함하며,상기 선형도가니 덮개의 상부 내측은 경사진 지붕들로 구성되고,상기 경사진 지붕의 꼭대기에 해당되는 위치에는 상기 노즐부가 결합되는 적어도 3개의 노즐부 삽입구가 형성되어 있으며,상기 노즐부는 중간에 노즐잠금부가 형성되고 하부에 나사산이 형성된 원통형 노즐인 것을 특징으로 하고,상기 선형도가니 덮개의 노즐부 삽입구 내측면에는 나사산이 형성되어 있고, 상기 노즐부 삽입구의 하부테두리에는 내측으로 걸림턱이 형성되어 있으며, 상기 걸림턱에는 안착홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원.
- 제17항에 있어서,상기 원통형 노즐의 저면 테두리에는 상기 걸림턱의 안착홈에 대응되는 안착홈을 더 구비하고,상기 안착홈에는 금속링이 결합되는 것을 특징으로 하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원.
- 제12항, 제13항, 제15항, 제17항 또는 제18항 중 어느 한 항에 있어서,상기 선형도가니를 신장하여 환형도가니로 구성하고, 상기 도가니 덮개 상부에 적어도 6개의 노즐부를 결합하는 것을 특징으로 하는 대면적 유기박막 소자의 양산용 증발원.
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