KR101457081B1 - 가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원 - Google Patents

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KR101457081B1
KR101457081B1 KR1020140083718A KR20140083718A KR101457081B1 KR 101457081 B1 KR101457081 B1 KR 101457081B1 KR 1020140083718 A KR1020140083718 A KR 1020140083718A KR 20140083718 A KR20140083718 A KR 20140083718A KR 101457081 B1 KR101457081 B1 KR 101457081B1
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윤근천
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(주) 디오브이
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Abstract

본 발명은 가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원에 관한 것으로서, 날로 대형화되고 있는 OLED 기판에 유기물질을 증착시키는 작업에서 증착이 보다 균일하고 가열된 유기물질이 정해진 경로가 아닌 경로로 새어나오는 것을 방지하기 위하여 개발된 것으로;
길게 연장된 직육면체의 형상을 가지고 상면은 테두리를 제외하고 개방되는 개방홀을 구비하고 내부 공간에 증착될 유기물질이 투입되며, 상단에는 일측에서 내측 방향으로 하부는 넓고 상부는 좁아 고정볼트의 헤드가 넓은 부분으로 삽입되도록 하는 볼트 고정홀이 테두리를 따라 형성되는 도가니와;
상기 도가니의 상면에 상응하는 사각판의 형상을 가지고, 상기 개방홀 내측 테두리를 따라 함몰된 후 내연부가 다시 단턱지게 축소되는 걸림단턱부를 구비한 후 바닥면에 제1 배출홀이 일정간격 형성되며, 테두리는 상기 볼트 고정홀에 상응하는 위치에 외연부에서 내측으로 절개된 제1 결합절개홈이 형성되는 제1 이너플레이트와;
외연부가 상기 걸림단턱부에 상응하여 삽입 고정되는 판 형상을 가지고 막히도록 하며, 수직 관통된 제2 배출홀이 일정간격 형성되는 제2 이너플레이트와;
저면이 개방되고 하단은 외층으로 연장되어 상기 제1 이너플레이트의 제1 결합절개홈에 상응하는 제2 결합절개홈을 구비하여 장착된 고정볼트와 너트가 결합 조임으로 결합되고, 상부에는 일정간격으로 2~10개가 일렬로 배열되어 원통형의 증착물질배출구가 장착되는 장착홀이 형성되는 증발원 헤드로 구성되는 증발원과;
상기 증발원의 도가니의 외측면을 감싸는 하부히터와;
상기 증발원 헤드의 외측면을 감싸는 상부히터와;
상기 상부 및 하부히터를 포함하는 증발원이 내장되고 상부는 개방되는 케이스로 구성됨을 특징으로 하는 가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원에 관한 것이다.

Description

가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원{The linear type high-capacity evaporator that using a inner plate}
본 발명은 가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 날로 대형화되고 있는 OLED 기판에 유기물질을 증착시키는 작업에서 증착이 보다 균일하고 가열된 유기물질이 정해진 경로가 아닌 경로로 새어나오는 것을 방지하기 위하여 개발된 가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원에 관한 것이다.
오엘이디(OLED)를 포함하는 유기 반도체 소자의 제작에는 크게, 유기물질을 진공 중에서 증발 증착시켜 제작하는 경우와, 고분자 물질을 용제에 녹여서 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 등을 이용하여 제작하는 과정이 필요하다.
특히 박막으로 제작하기 위해서는 원하는 모양의 개구부를 가지는 쉐도우 마스크를 기판의 앞에 정렬한 후 이 기판에 유기물질을 증착함으로서 기판에 박막을 형성하게 된다.
이때 박막은 얇고 균일해야하므로 기판과 유기물질에 열을 가하여 증발시키도록 하는 증발원을 기판의 중앙 하부에 위치시킨 후에 증착하게 된다.
종래에는 점형 증발원이 즉 원기둥형태로 제작된 히터 내부에 유기물질이 담겨 있는 도가니(Crucible)가 위치하고 유기물질은 히터에서 발생하는 열에 의해 한정된 범위에서 증발이 시작되어 원추형태로 물질이 증발되게 되는 것이 주로 사용되었다.
이때 기존의 도가니에서는 가열에 의해 증발하는 물질이 구조적인 형태에 의해 덩어리형태로 증발되는 현상이 발생하였으며 이렇게 발생된 커다란 분자 덩어리가 기판의 특정 부위에 증착되어 국부적인 균일도가 떨어지는 문제점이 발생하였다.
또한 도가니의 상부에 증발된 물질이 배출되는 홀이 형성되는 헤드를 결합하도록 하고 있으나 결합된 사이로 증발물질이 누출되는 문제점이 있었다.
(특허 문헌 1) 대한민국특허등록 제10-0758694-0000호 (2007년09월07일) (특허 문헌 2) 대한민국공개특허 제10-2007-0112668호 (2007년11월27일) (특허 문헌 3) 대한민국공개특허 제10-2007-0113044호 (2007년11월28일) (특허 문헌 4) 대한민국특허등록 제10-1328788-0000호 (2013년11월06일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 기판에 유기물질을 증착시키는 증발원이 넓은 기판에도 최대한 균일하게 증착될 수 있도록 하면서 덩어리 형태로 증발되는 것이 기판에 증착되는 것을 방지할 수 있는 가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원을 개발하는 것에 있다.
또한, 증착된 유기물질의 두께를 용이하게 파악할 수 있는 가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원을 개발하는 것에 있다.
또, 이너플레이트가 결합된 조립된 틈으로 증발된 유기물질이 새어나가는 것을 방지할 수 있는 가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원를 개발하는 것에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 길게 연장된 직육면체의 형상을 가지고 상면은 테두리를 제외하고 개방되는 개방홀을 구비하고 내부 공간에 증착될 유기물질이 투입되며, 상단에는 일측에서 내측 방향으로 하부는 넓고 상부는 좁아 고정볼트의 헤드가 넓은 부분으로 삽입되도록 하는 볼트 고정홀이 테두리를 따라 형성되는 도가니와;
상기 도가니의 상면에 상응하는 사각판의 형상을 가지고, 상기 개방홀 내측 테두리를 따라 함몰된 후 내연부가 다시 단턱지게 축소되는 걸림단턱부를 구비한 후 바닥면에 제1 배출홀이 일정간격 형성되며, 테두리는 상기 볼트 고정홀에 상응하는 위치에 외연부에서 내측으로 절개된 제1 결합절개홈이 형성되는 제1 이너플레이트와;
외연부가 상기 걸림단턱부에 상응하여 삽입 고정되는 판 형상을 가지고 막히도록 하며, 수직 관통된 제2 배출홀이 일정간격 형성되는 제2 이너플레이트와;
저면이 개방되고 하단은 외층으로 연장되어 상기 제1 이너플레이트의 제1 결합절개홈에 상응하는 제2 결합절개홈을 구비하여 장착된 고정볼트와 너트가 결합 조임으로 결합되고, 상부에는 일정간격으로 2~10개가 일렬로 배열되어 원통형의 증착물질배출구가 장착되는 장착홀이 형성되는 증발원 헤드로 구성되는 증발원과;
상기 증발원의 도가니의 외측면을 감싸는 하부히터와;
상기 증발원 헤드의 외측면을 감싸는 상부히터와;
상기 상부 및 하부히터를 포함하는 증발원이 내장되고 상부는 개방되는 케이스로 구성됨을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제1 이너플레이트는 상기 개방홀 내측 테두리를 따라 함몰된 후 내연부가 다시 단턱지게 축소되는 걸림단턱부를 구비한 후 바닥면에 제1 배출홀이 형성되며;
외연부가 상기 걸림단턱부에 상응하여 삽입 고정되는 판 형상을 가지고 막히도록 하며, 수직 관통된 제2 배출홀이 일정간격 형성되는 제2 이너플레이트를 추가로 구비함을 특징으로 한다.
또한, 상기 증발원 헤드에는 내측에서 외측 상부방향으로 경사지게 관통되는 4~8개의 경사배출구가 형성되고, 추가로 구비되는 두께측정센서에 의하여 경사배출구를 통하여 증발된 유기물질이 두께측정센서에 증착된 두께를 파악할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.
아울러, 상기 도가니의 상면에는 상기 개방홀외 테두리를 따라 이격되어 함몰되는 제1 결합홈이 형성되고, 상기 증발원헤드의 저면에도 제1 결합홈에 상응하는 위치에서 상부로 함몰되는 제2 결합홈이 형성되며;
상기 이너플레이트의 저면과 상면에는 각각 제1 및 제2 결합홈에 삽입되는 제1 및 제2 삽입돌부가 형성됨을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 선형의 증발원을 제공하여 대용량의 물질을 기판의 크기에 따른 개방된 헤드를 통해 균일하게 증착하는 것이 가능하며, 이너플레이트는 덩어리 형태로 증발되는 것이 기판에 증착되는 것을 방지할 수 있도록 하여 보다 균일하고 불량률이 적은 기판을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 두께측정기에 의하여 증착 간섭 없이 기판 증착과 두께 측정이 진행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이너플레이트가 결합된 조립된 틈이 요철 구조로 결합하도록 하여 내부의 가열된 유기물질이 지정된 배출구 외의 부분에서 분출되어 불필요한 물질의 소모를 막고, 유기물질에 의한 히터의 오염 및 열선 파손 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분해사시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 증발원의 분해사시도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용상태를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 증착과정을 나타낸 개념도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 점형과 선형 증발원을 비교한 개념도
이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 증발원의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용상태를 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 증착과정을 나타낸 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 점형과 선형 증발원을 비교한 개념도로서, 길게 연장된 직육면체의 형상을 가지고 상면은 테두리를 제외하고 개방되는 개방홀(111)을 구비하고 내부 공간에 증착될 유기물질(100)이 투입되며, 상단에는 일측에서 내측 방향으로 하부는 넓고 상부는 좁아 고정볼트(112)의 헤드가 넓은 부분으로 삽입되도록 하는 볼트 고정홀(113)이 테두리를 따라 형성되는 도가니(11)와;
상기 도가니(11)의 상면에 상응하는 사각판의 형상을 가지고, 수직 관통된 제1 배출홀(121)이 일정간격 형성되며, 테두리는 상기 볼트 고정홀(113)에 상응하는 위치에 외연부에서 내측으로 절개된 제1 결합절개홈(122)이 형성되는 제1 이너플레이트(12)와;
저면이 개방되고 하단은 외층으로 연장되어 상기 제1 이너플레이트(12)의 제1 결합절개홈(122)에 상응하는 제2 결합절개홈(131)을 구비하여 장착된 고정볼트(112)와 너트(132)가 결합 조임으로 결합되고, 상부에는 일정간격으로 2~10개가 일렬로 배열되어 원통형의 증착물질배출구(133)가 장착되는 장착홀(134)이 형성되는 증발원 헤드(13)로 구성되는 증발원(1)과;
상기 증발원(1)의 도가니(11)의 외측면을 감싸는 하부히터(2)와;
상기 증발원 헤드(13)의 외측면을 감싸는 상부히터(3)와;
상기 상부 및 하부히터(3, 2)를 포함하는 증발원(1)이 내장되고 상부는 개방되는 케이스(4)로 구성됨을 특징으로 하는 가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원을 나타내었다.
본원의 종래 기술과 구분되는 특징을 가진 구성은 제1 이너플레이트(12)라고 할 수 있으며 상기 제1 이너플레이트(12)는 먼저 증발되는 유기물질(100)이 덩어리진 상태로 증발될 때 제1 배출홀(121)에 의하여 걸러지거나 복잡한 경로에 의하여 분산될 수 있도록 하며, 다른 용도로는 도가니(11)와 증발원 헤드(13)의 사이에 삽입되어 기밀성 즉 도가니(11)와 증발원 헤드(13)의 결합된 틈으로 증발된 유기물질이 누출되지 않도록 하여 하부 및 상부히터(2, 3)를 보호하기 위한 것이다.
또 다른 특징으로 증발원 헤드(13)의 온도를 높일 수 있는 상부히터(3)를 두어 증기 상태의 물질이 증발원 헤드(13)를 빠져나갈 때 온도를 유지할 수 있도록 하는 것이다.
본원은 보다 구체적은 구성으로 상기 제1 이너플레이트(12)는 상기 개방홀(111) 내측 테두리를 따라 함몰된 후 내연부가 다시 단턱지게 축소되는 걸림단턱부(123)를 구비한 후 바닥면에 제1 배출홀(121)이 형성되며;
외연부가 상기 걸림단턱부(123)에 상응하여 삽입 고정되는 판 형상을 가지고 막히도록 하며, 수직 관통된 제2 배출홀(141)이 일정간격 형성되는 제2 이너플레이트(14)를 추가로 구비함을 특징으로 하는 실시 예를 추가로 제시하였다.
상기 실시 예는 보다 증발된 유기물질이 균일함을 유지할 수 있도록 도면과 같이 도가니(11)와 제1 이너플레이트(12)의 사이, 제1 이너플레이트(12)와 제2 이너플레이트(14)의 사이, 제2 이너플레이트(14)와 증발원 헤드(13)의 내부 공간의 3개의 공간을 각각의 홀을 통하여 통과하는 구조를 가지도록 하여 부분적으로 뭉쳐질 수 있는 증발물질을 균일하게 하여 뭉쳐진 상태로 기판에 증착되어 발생하는 불량을 줄일 수 있도록 하는 것이다.
또한 본원은 상기 증발원 헤드(13)에는 내측에서 외측 상부방향으로 경사지게 관통되는 4~8개의 경사배출구(135)가 형성되고, 추가로 구비되는 두께측정센서(15)에 의하여 경사배출구(135)를 통하여 증발된 유기물질이 두께측정센서(15)에 증착된 두께를 파악할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 실시 예를 추가로 제시하였다.
상기 실시 예는 기판(6)에서 증착이 어느 정도 두께로 증착되었는지 확인할 수 있는 방법은 기존에는 전무하여 일정한 온도와 시간에 따른 증착 정도가 통계적으로 두께를 확인할 수 있는 방법이었다.
하지만 본원은 별도의 두께측정센서(15)에 증착된 정도를 통하여 증착 정도를 확인할 수 있어 환경에 따라 최적의 두께로 기판에 증착을 하고 이를 확인하는 것이 가능하게 되는 것이다.
또한 본원은 상기 도가니(11)의 상면에는 상기 개방홀(111)외 테두리를 따라 이격되어 함몰되는 제1 결합홈(114)이 형성되고, 상기 증발원헤드(13)의 저면에도 제1 결합홈(114)에 상응하는 위치에서 상부로 함몰되는 제2 결합홈(136)이 형성되며;
상기 이너플레이트(12)의 저면과 상면에는 각각 제1 및 제2 결합홈(114, 136)에 삽입되는 제1 및 제2 삽입돌부(124, 125)가 형성됨을 특징으로 하는 실시 예를 추가로 제시하였다.
상기 실시 에는 제1 이너플레이트(12)에 의한 도가니(11)와 증발원 헤드(13) 사이의 누출을 확실하게 차단하기 위하여 경로가 굴절되는 제1 및 제2 결합홈(114, 136)과 제1 및 제2 삽입돌부(124, 125)가 상호 결합되는 구조를 가져 기밀성을 보다 확보할 수 있도록 하였다.
이러한 구성에 의하여 본원은 보통 점 또는 원형으로 형성되는 증발원의 경우 중심과 중심에서 멀어진 거리에서 증착되는 두께에 차이가 발생하나 선형으로 증착물질배출구(133)를 배치하여 상호 증착되는 범위가 일정하게 겹쳐지면서 증착의 균일성을 확보할 수 있게 되는 것이다.
1 : 증발원
11 : 도가니
111 : 개방홀 112 : 고정볼트
113 : 볼트 고정홀 114 : 제1 결합홈
12 : 제1 이너플레이트
121 : 제1 배출홀 122 : 제1 결합절개홈
123 : 걸림단턱부 124 : 제1 삽입돌부
125 : 제2 삽입돌부
13 : 증발원 헤드
131 : 제2 결합절개홈 132 : 너트
133 : 증착물질배출구 134 : 장착홀
135 : 경사배출구 136 : 제2 결합홈
14 : 제2 이너플레이트
141 : 제2 배출홀
2 : 하부히터
3 : 상부히터
4 : 케이스
5 : 챔버
6 : 기판
100 : 유기물질

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 길게 연장된 직육면체의 형상을 가지고 상면은 테두리를 제외하고 개방되는 개방홀(111)을 구비하고 내부 공간에 증착될 유기물질(100)이 투입되며, 상단에는 일측에서 내측 방향으로 하부는 넓고 상부는 좁아 고정볼트(112)의 헤드가 넓은 부분으로 삽입되도록 하는 볼트 고정홀(113)이 테두리를 따라 형성되는 도가니(11)와;
    상기 도가니(11)의 상면에 상응하는 사각판의 형상을 가지고, 상기 개방홀(111) 내측 테두리를 따라 함몰된 후 내연부가 다시 단턱지게 축소되는 걸림단턱부(123)를 구비한 후 바닥면에 제1 배출홀(121)이 일정간격 형성되며, 테두리는 상기 볼트 고정홀(113)에 상응하는 위치에 외연부에서 내측으로 절개된 제1 결합절개홈(122)이 형성되는 제1 이너플레이트(12)와;
    외연부가 상기 걸림단턱부(123)에 상응하여 삽입 고정되는 판 형상을 가지고 막히도록 하며, 수직 관통된 제2 배출홀(141)이 일정간격 형성되는 제2 이너플레이트(14)와;
    저면이 개방되고 하단은 외층으로 연장되어 상기 제1 이너플레이트(12)의 제1 결합절개홈(122)에 상응하는 제2 결합절개홈(131)을 구비하여 장착된 고정볼트(112)와 너트(132)가 결합 조임으로 결합되고, 상부에는 일정간격으로 2~10개가 일렬로 배열되어 원통형의 증착물질배출구(133)가 장착되는 장착홀(134)이 형성되는 증발원 헤드(13)로 구성되는 증발원(1)과;
    상기 증발원(1)의 도가니(11)의 외측면을 감싸는 하부히터(2)와;
    상기 증발원 헤드(13)의 외측면을 감싸는 상부히터(3)와;
    상기 상부 및 하부히터(3, 2)를 포함하는 증발원(1)이 내장되고 상부는 개방되는 케이스(4)로 구성됨을 특징으로 하는 가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 증발원 헤드(13)에는 내측에서 외측 상부방향으로 경사지게 관통되는 4~8개의 경사배출구(135)가 형성되고, 추가로 구비되는 두께측정센서(15)에 의하여 경사배출구(135)를 통하여 증발된 유기물질이 두께측정센서(15)에 증착된 두께를 파악할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 도가니(11)의 상면에는 상기 개방홀(111)외 테두리를 따라 이격되어 함몰되는 제1 결합홈(114)이 형성되고, 상기 증발원헤드(13)의 저면에도 제1 결합홈(114)에 상응하는 위치에서 상부로 함몰되는 제2 결합홈(136)이 형성되며;
    상기 이너플레이트(12)의 저면과 상면에는 각각 제1 및 제2 결합홈(114, 136)에 삽입되는 제1 및 제2 삽입돌부(124, 125)가 형성됨을 특징으로 하는 가스킷 역할을 포함한 이너플레이트를 사용한 대용량 선형 증발원.
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