KR101451082B1 - 열 변형을 최소화하는 노즐 ?드 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 분출노즐의 개구부에 기화 물질의 파티클(Particle)이 삽입되어 글래스에 기화 물질이 균일하게 증착되지 않는다. 분출노즐의 개구부에 부착되어 있는 파티클을 제거하기 위해서는 증착 챔버가 진공 분위기로부터 벗어나게 한 후, 분출노즐에 부착되어 있는 파티클을 제거한 후, 증착 챔버를 다시 진공 분위기로 조성하는 불필요한 시간이 필요하고 이런 시간은 OLED 생산 효율을 떨어뜨리는 원인이 되는바 이 원인을 해결하기 위해 기화 물질의 파티클이 분출노즐에 삽입되는 것을 방지하도록 노즐 쉴드에 형성되어 있는 천공 홀의 직경을 분출노즐의 개구부직경의 3/2(1.5)배로 하여 열 변형으로 인한 천공 홀 가장자리에 부착되어 있는 파티클이 분출 노즐을 클로깅하는 것을 방지하는 효과와 기화 물질의 파티클이 증발원에 부착이 최소화가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 열 변형을 최소화 하는 노즐 쉴드이다.

Description

열 변형을 최소화하는 노즐 ?드 {Nozzle Shield to minimize the Thermal Deformation}
본 발명은 증착 물질의 변성 방지를 위해 온도 및 압력을 일정하게 유지하면서 진공 챔버 내로 증착 물질 분사시 균일한 분사를 하는 분출노즐(Nozzle)에 노즐 쉴드(Nozzle Shield)를 수직으로 체결하여 열 변형을 통한 기화 물질의 파티클이 분출노즐의 개구부에 대해 클로깅(Clogging)방지 및 기화 물질의 파티클이 증발원에 부착을 최소화시키는 노즐 쉴드에 관한 것이다.
현재의 분출노즐의 개구부가 기화 물질의 파티클(Particle)에 의해 막히며 파티클에 막힌 분출노즐의 파티클을 제거하기 위해서는 증착 챔버를 진공 분위기로 부터 벗어나게 한 후, 분출노즐에 막힌 파티클(Particle)을 건식 세정 또는 습식 세정을 통해 제거한 후 증착 챔버를 다시 진공 분위기로 조성해야 하는 불필요한 시간 소요가 OLED생산 시간을 지연시켜 OLED의 생산효율이 낮다는 문제가 제기 되었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 대해 한국 공개 특허 10-2004-0058810에서는 턴디쉬(Tundish)로 부 터 주형에 기화 물질을 공급하는 분출노즐의 외주 면에 기공 도가 20% 내지 30% 이고, 두께가 17mm 이상인 단열재를 턴디쉬로부터 50mm 내지 200mm 사이에 부착 설치하여 노즐이 막히는 현상을 수시로 진공 분위기로부터 벗어나지 않을체 노즐의 막히는 현상을 방지할 수 있도록 제안하였다. 하지만 복수개의 분출노즐이 존재하는 증발원에서는 단열재를 넣기 위해 각 노즐과 단열재 사이를 50mm 내지 200mm를 이격시킨다면 분출노즐의 파티클을 제거하기 위해서만 사용되어 지는 공간이 크다는 문제점이 있다.
그리고 한국공개 특허 10-2002-0049906에서는 분출노즐에 차단 판을 형성하여 분출노즐의 개구부에 기화물질의 파티클이 삽입되지 않도록 하였으나, 노즐에서 분출하는 가스의 압력으로 차단 판이 개방될 때, 차단 판이 개방되는 영역에 기화 물질이 부착되어 적층 되며, 차단 판에 적층된 기화물질에 의해 차단 판의 중량이 증가하면 추후 차단 판에 동일한 압력이 가해지더라도 차단 판이 개방되지 않을 수 있다는 문제가 발생하게 된다.
따라서 노즐과 최대한 가까운 거리에 노즐 쉴드를 부착하여 공간 낭비를 최소화하고 분출노즐의 차단 판을 제거하여 기화 물질의 파티클이 노즐 쉴드에 부착되어 분출노즐을 클로깅 하는 현상이 발생을 방지하는 노즐 쉴드가 요구되는 실정이다.
본 발명의 목적은 분출노즐에 기화 물질의 파티클(Particle)이 삽입되어 균일한 분출이 되지 않아 분출노즐의 파티클을 건식세정 및 습식제정으로 제거하기 위해 증착 챔버를 진공 분위기로부터 수시로 벗어난 후, 분출노즐의 파티클을 제거하고 다시 증착 챔버를 진공 분위기로 조성하는 불필요한 시간이 OLED 생산 효율을 떨어뜨리는 원인이 되는바 이 원인을 해결하기 위해 기화 물질의 파티클이 분출노즐에 삽입되는 것을 방지하여 분출노즐을 세정하기 위해 증착 챔버를 여러번 진공 분위기를 벗어나고 진공 분위기로 조성해야하는 불필요한 시간을 줄여 생산효율을 높이는데 목적이 있다.
또한, 기존의 노즐 쉴드는 노즐 부의 열 변형으로 분출노즐 쪽으로 노즐 쉴드에 쌓여 있는 기화 물질의 파티클이 휘어지는 현상이 발생하게 되어 분출노즐의 클로깅의 원인이 되는바 이 원인을 해결하기 위해 노즐 쉴드의 천공 홀의 직경을 크게 하여 열 변형으로 인한 파티클을 통해 분출노즐이 클로깅 되는 것을 방지하는 것에 그 목적이 있다.
증발원 보다 열팽창계수가 이하인 금속판, 금속판의 일 면에 접하는 방열판, 금속판에서 일 방향을 따라 형성된 복수의 천공 홀 및 천공 홀을 중심으로 평행하게 동일한 간격을 두고 형성된 적어도 하나의 리브로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 분출노즐의 개구부에 기화 물질의 파티클(Particle)이 삽입되어 글래스에 기화 물질이 균일하게 증착되지 않는다. 분출노즐의 개구부에 부착되어 있는 파티클을 제거하기 위해서는 증착 챔버가 진공 분위기로부터 벗어나게 한 후, 분출노즐에 부착되어 있는 파티클을 제거한 후, 증착 챔버를 다시 진공 분위기로 조성하는 불필요한 시간이 필요하고 이런 시간은 OLED 생산 효율을 떨어뜨리는 원인이 되는바 이 원인을 해결하기 위해 기화 물질의 파티클이 분출노즐에 삽입되는 것을 방지하도록 노즐 쉴드에 형성되어 있는 천공 홀의 직경을 분출노즐의 개구부직경의 3/2(1.5)배로 하여 열 변형으로 인한 천공 홀 가장자리에 부착되어 있는 파티클이 분출 노즐을 클로깅하는 것을 방지하는 효과와 기화 물질의 파티클이 증발원에 부착이 최소화가 되도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 기화물질 분출 노즐 부에 종래의 노즐 쉴드가 체결되는 개념도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 노즐 쉴드와 비교 설명하기 위해 리브와 천공 홀의 직경이 커진 노즐 쉴드에 대한 사시도를 도시한다.
도 3은 종래기술에 노즐 쉴드의 천공 홀 하나와 복수개의 기화물질 분출 노즐 부와 체결되는 노즐 쉴드에 대한 사시도를 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 종래의 노즐 쉴드와 비교 설명하기 위해 리브와 천공 홀의 직경이 커진 노즐 쉴드에 대한 사시도를 도시한다.
도 5는 기화물질 분출 노즐 부와 적어도 하나 체결되는 복수개의 천공 홀에 대한 노즐 쉴드에 대한 사시도를 도시한다.
도 6은 천공 홀의 직경/ 분출 노즐 크기에 따른 비율의 클로깅 여부와 파티클 차단비율에 대한 그래프를 도시한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 종래기술에 따른 기화물질 분출 노즐 부에 종래의 노즐 쉴드가 체결되는 개념도를 도시한다.
도시된 증발원(100)는 진공 챔버 내로 증착 물질 분사시 분사량의 균일도를 확보할 수 있는 박막 증착을 위한 증착 물질 공급장치에 관한 것으로, 측면 부에 물질 삽입 홈을 구비하고, 기화 물질을 이송하는 노즐, 이 노즐의 일부와 연결하고, 노즐 상부에 복수의 분출 노즐(110)이 상이한 간격으로 형성되어 있다.
그리고 도시된 노즐 쉴드(120)는 복수개의 직경 17mm 의 천공 홀이 형성되어 있으며, 노즐 쉴드의 가장자리에는 챔버(Chamber)(미 도시)와 연결될 수 있도록 복수개의 연결 홀이 존재하며, 연결 홀의 크기는 연결되는 볼트에 의해 결정된다.
또한, 노즐 쉴드(120)의 천공 홀(121)은 분출 노즐(110)과 수직으로 체결되어 기화 물질을 이송하는 증발원(100)의 일 면과 노즐 쉴드(120)의 일 면이 접하게 된다.
기화 물질의 파티클이 분출 노즐(110)을 통해 분출되어 노즐 쉴드의 천공 홀(121)이 주위에 쌓인 후, 분출 노즐(110)의 열 변형으로 인하여 파티클이 분출 노즐(110) 방향으로 이동된다.
파티클이 부착된 천공 홀의 가장자리가 분출 노즐(110) 방향으로 이동하는 길이는 분출 노즐(110)와 천공 홀(121)의 사이의 간격보다 더 길어 천공 홀(121)의 주위에 쌓인 파티클이 부착된 천공 홀의 가장자리가 분출 노즐(110)와 부착되어 분줄 노즐(110)의 개부구를 막는다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 노즐 쉴드와 비교 설명하기 위해 리브(Rib)와 천공 홀의 직경이 커진 노즐 쉴드에 대한 사시도를 도시한다.
도시된 노즐 쉴드는 증발원(100) 보다 열팽창 계수가 이하인 금속판(200)으로 형성되었으며, 금속판(200)은 적어도 하나의 금속 박막으로 적층 되며 세라믹(Ceraic), 알루미늄(Aluminium) 및 스테인레스강(Stainless steel)중 적어도 하나의 금속으로 형성되며 두께는 두께 15mm 내지 30mm 이내로 한다.
그리고 금속판(200)의 일 면과 접하고 금속판(200)의 열팽창 계수와 동일한 방열판(미 도시)이 증발원(100)과 금속판(200)사이에 삽입되어 증발원에서 노즐 쉴드로 올라오는 열을 방열하는 역할과 분출 노즐(110)로 부 터 발생 된 파티클이 증발원에 부착되는 것을 방지하는 역할을 한다.
금속판(200)에 형성된 복수개의 천공 홀(210)은 도 1에서 도시된 분출 노즐의 직경의 3/2(1.5)배 크기로 형성된다.
분출 노즐 부의 직경보다 3/2배 큰 노즐 쉴드의 천공 홀(210) 주위에 기화 물질의 파티클(Particle)이 쌓인 후, 분출 노즐(110)의 열 변형으로 인하여 파티클이 분출 노즐(110) 방향으로 이동된다.
파티클이 부착된 천공 홀의 가장자리가 분출 노즐(110) 방향으로 이동하는 길이는 분출 노즐(110)와 천공 홀(210)의 사이의 간격보다 짧아 천공 홀(121)의 주위에 쌓인 파티클은 분줄 노즐(110)의 개부구를 막지 못한다.
또한, 천공 홀(210)을 중심으로 평행하게 동일한 간격을 두고 형성된 적어도 하나의 리브(Rib)(220)는 금속판에서 일어나는 응력이나 변형을 작게 하기 위한 것으로서, 음각 및 양각 어느 하나 이상으로 형성되며 음각으로 형성될 시, 노즐 쉴드의 두께의 1/8 내지 1/4의 두께를 가지며 양각으로 형성될 시, 리브(220)의 두께는 75mm 내지 135mm가 된다.
도 3은 종래기술에 노즐 쉴드의 천공 홀 하나와 복수개의 기화물질 분출 노즐 부와 체결되는 노즐 쉴드에 대한 사시도를 도시한다.
도시된 노즐 쉴드(120)는 하나의 직경 17mm의 천공 홀이 형성되어 있으며, 노즐 쉴드의 가장자리에는 챔버(Chamber)(미 도시)와 연결될 수 있도록 복수개의 연결 홀이 존재하며, 연결 홀의 크기는 연결되는 볼트에 의해 결정된다.
그리고 노즐 쉴드(120)의 천공 홀(300)은 분출 노즐(110)과 수직으로 체결되어 기화 물질을 이송하는 증발원의 일 면과 노즐 쉴드의 일 면이 접하게 된다.
기화 물질의 파티클(Particle)이 분출 노즐(110)을 통해 분출되어 노즐 쉴드의 천공 홀(121)이 주위에 쌓인 후, 분출 노즐(110)의 열 변형으로 인하여 파티클이 분출 노즐(110) 방향으로 이동된다.
파티클이 부착된 천공 홀의 가장자리가 분출 노즐(110) 방향으로 이동하는 길이는 분출 노즐(110)와 천공 홀(121)의 사이의 간격보다 더 길어 천공 홀(121)의 주위에 쌓인 파티클이 부착된 천공 홀의 가장자리가 분출 노즐(110)와 부착되어 분줄 노즐(110)의 개부구를 막는다.
도 4는 도 3에 도시된 종래의 노즐 쉴드와 비교 설명하기 위해 리브와 천공 홀의 직경이 커진 노즐 쉴드에 대한 사시도를 도시한다.
도시된 노즐 쉴드는 증발원(100) 보다 열팽창 계수가 이하인 금속판(200)으로 형성되었으며, 금속판(200)은 적어도 하나의 금속 박막으로 적층 되며 세라믹(Ceraic), 알루미늄(Aluminium) 및 스테인레스강(Stainless steel)중 적어도 하나의 금속으로 형성되며 두께는 두께 15mm 내지 30mm 이내로 한다.
그리고 금속판(200)의 일 면과 접하고 금속판(200)의 열팽창 계수와 동일한 방열판(미 도시)이 증발원(100)과 금속판(200)사이에 삽입되어 증발원에서 노즐 쉴드로 올라오는 열을 방열하는 역할과 분출 노즐(110)로 부 터 발생 된 파티클이 증발원에 부착되는 것을 방지하는 역할을 한다.
금속판(200)에 형성된 하나의 천공 홀(210)은 도 1에서 도시된 분출 노즐의 직경의 3/2(1.5)배 크기로 형성된다.
기화 물질의 파티클(Particle)이 분출 노즐(110)을 통해 분출되어 분출 노즐 부의 직경보다 3/2(1.5)배 큰 노즐 쉴드의 천공 홀(210) 주위에 쌓인 후, 분출 노즐(110)의 열 변형으로 인하여 파티클이 분출 노즐(110) 방향으로 이동된다.
파티클이 부착된 천공 홀의 가장자리가 분출 노즐(110) 방향으로 이동하는 길이는 분출 노즐(110)와 천공 홀(210)의 사이의 간격보다 파티클이 부착된 천공 홀의 일 측면이 분출 노즐 방향으로 이동하는 길이가 짧아 천공 홀(121)의 주위에 쌓인 파티클은 분줄 노즐(110)의 개부구를 막지 못한다.
또한, 천공 홀(210)을 중심으로 평행하게 동일한 간격을 두고 형성된 적어도 하나의 리브(Rib)(220)는 금속판에서 일어나는 응력이나 변형을 작게 하기 위한 것으로서, 음각 및 양각 어느 하나 이상으로 형성되며 음각으로 형성될 시, 노즐 쉴드의 두께의 1/8 내지 1/4의 두께를 가지며 양각으로 형성될 시, 리브(220)의 두께는 75mm 내지 135mm가 된다.
도 5는 기화물질 분출 노즐 부와 적어도 하나 체결되는 복수개의 천공 홀에 대한 노즐 쉴드에 대한 사시도를 도시한다.
도시된 노즐 쉴드는 증발원(100) 보다 열팽창 계수가 이하인 금속판(200)으로 형성되었으며, 금속판(200)은 적어도 하나의 금속 박막으로 적층 되며 세라믹(Ceraic), 알루미늄(Aluminium) 및 스테인레스강(Stainless steel)중 적어도 하나의 금속으로 형성되며 두께는 두께 15mm 내지 30mm 이내로 한다.
그리고 금속판(200)의 일 면과 접하고 금속판(200)의 열팽창 계수와 동일한 방열판(미 도시)이 증발원(100)과 금속판(200)사이에 삽입되어 증발원에서 노즐 쉴드로 올라오는 열을 방열하는 역할과 분출 노즐(110)로 부 터 발생 된 파티클이 증발원에 부착되는 것을 방지하는 역할을 한다.
금속판(200)에 형성된 복수개의 천공 홀(210)은 분출 노즐을 4개씩 하나의 천공 홀과 체결되며 천공 홀의 크기는 도 1에서 도시된 분출 노즐 부의 직경의 3/2(1.5)배 크기로 형성된다.
분출 노즐 부의 직경보다 3/2배 큰 노즐 쉴드의 천공 홀(210) 주위에 기화 물질의 파티클(Particle)이 쌓인 후, 분출 노즐(110)의 열 변형으로 인하여 파티클이 분출 노즐(110) 방향으로 이동된다.
파티클이 부착된 천공 홀의 가장자리가 분출 노즐(110) 방향으로 이동하는 길이는 분출 노즐(110)와 천공 홀(210)의 사이의 간격보다 파티클이 부착된 천공 홀의 가장자리가 분출 노즐 방향으로 이동하는 길이가 짧아 천공 홀(121)의 주위에 쌓인 파티클이 분출 노즐(110)와 부착되어 분줄 노즐(110)의 개부구를 막지 못한다.
또한, 천공 홀(210)을 중심으로 평행하게 동일한 간격을 두고 형성된 적어도 하나의 리브(Rib)(220)는 금속판에서 일어나는 응력이나 변형을 작게 하기 위한 것으로서, 음각 및 양각 어느 하나 이상으로 형성되며 음각으로 형성될 시, 노즐 쉴드의 두께의 1/8 내지 1/4의 두께를 가지며 양각으로 형성될 시, 리브(220)의 두께는 75mm 내지 135mm가 된다.
도 6은 천공 홀의 직경/ 분출 노즐 크기에 따른 비율의 클로깅 여부와 파티클 차단비율에 대한 그래프를 도시한다.
그래프의 X 축은 천공 홀 직경/분출 노즐 직경에 대한 값으로써 1, 1.1, 1.3, 1.5, 1.7, 1.9이며 Y 축은 파티클 차단 비율로써 천공 홀 직경/ 분출 노즐 직경이 1 때를 100%으로 한다.
X축이 1.1 일 때 Y축은 90%, X축이 1.3 일 때 Y축은 80%, X축이 1.5 일 때 Y축은 77%, X축이 1.7 일 때 Y축은 70%, X축이 1.9 일 때 Y축은 65%로 파티클의 차단 비율이 감소 된다는 것을 확인할 수 있다. 여기에서 X축이 1.3에서 1.5로 증가할 때 Y축의 값은 80%에서 77%로 3%의 감소율이 나타나지만 X축 1.5에서 1.7로 증가 할 때 Y축의 값은 77%에서 70%로 7%의 감소율이 나타난다.
또한, 48시간 기화 물질의 파티클이 분출노즐의 개구부가 클로깅되는 지의 여부는 X축의 값이 변함에 따라 달라진다. X축이 1 내지 1.3일 때는 분출노즐(110)의 개구부가 클로깅되지만, X축의 값이 1.5이상 일 때는 분출노즐(110)의 클로깅되지 않는다. 도 6의 그래프를 클로깅 여부와 파티클의 차단비율을 고려하여 분석한 결과 천공 홀 직경/분출 노즐 직영의 값이 1.5일 때 파티클 차단 비율이 77%로 천공 홀 직경/분출 노즐 직영의 값 1.7을 때보다 차단비율이 7%로 높고 클로깅도 발생하지 않는다는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구 하 는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
200: 금속판 210: 천공 홀
220: 리브(Rib) D2 : 직경

Claims (8)

  1. 복수의 기화물질 분출노즐 개구부의 오염방지를 위한 노즐 쉴드에 있어서,
    증발원 보다 열팽창계수가 이하인 금속판;
    상기 금속판의 일 면에 접하는 방열판;
    상기 금속판에서 일 방향을 따라 형성된 복수의 천공 홀; 및
    상기 천공 홀을 중심으로 평행하게 동일한 간격을 두고 형성된 적어도 하나의 리브(Rib);
    로 구성되며,
    상기 방열판은,
    상기 금속판에 형성된 천공 홀과 동일한 위치 및 크기의 천공 홀이 형성되며, 상기 노즐 부와 상기 금속판 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 열 변형을 최소화하는 노즐 쉴드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 천공 홀은,
    상기 분출노즐 개구부의 직경의 3/2 배 크기이며,
    상기 분출노즐과 수직 연결되는 것을 특징으로 하는 열 변형을 최소화하는 노즐 쉴드.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방열판은,
    상기 노즐 쉴드의 열팽창 계수 이하인 것을 특징으로 하는 열 변형을 최소화하는 노즐 쉴드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속판은,
    적어도 하나의 금속 박막으로 적층 되어 세라믹(Ceraic), 알루미늄(Aluminium) 및 스테인레스강(Stainless steel)중 적어도 하나의 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 열 변형을 최소화하는 노즐 쉴드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 리브는,
    상기 금속판에 음각 및 양각으로 형성되며,
    상기 노즐 쉴드의 두께의 1/8 내지 1/4 의 두께를 나타낸 것을 특징으로 하는 노즐 쉴드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 리브는,
    상기 금속판에 양각으로 형성되며,
    상기 노즐 쉴드면으로 부터 높이 75mm 내지 135mm으로 상기 노즐 쉴드의 일 면 및 이 면에 다수 개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노즐 쉴드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 금속판은,
    두께 15mm 내지 30mm 인 것을 특징으로 하는 노즐 쉴드.
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