KR20050088576A - 진공증발원의 열복사선에 의한 유기물 직접 가열 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공박막제조장비 중의 하나인 유기물 진공 증착장비 중의 핵심부품인 유기물 진공증발원의 가열구조에 관한 것이고, 유기물 진공 증발원은 도가니에 들어있는 유기물 소오스를 가열하여 대상 유기물질을 증발시켜 박막으로 만드는 장치이다. 기존의 진공 증발원의 도가니 구조에서는 접촉에 의한 열전도방식으로 유기물을 가열하는 형태였으나, 본 발명에서는 열방사선을 직접 유기물에 입사시켜 가열시키는 방식을 채택하여 열전도도가 작은 유기물을 전체적으로 골고루 가열시켜 유기물의 증발율을 일정하게 유지할 있게 되었다. 그리고 본 발명의 진공 증발원에서 열복사선으로 상부 또는 유기물 상부표면을 직접 가열시킴으로써, 도가니의 온도분포를 윗부분이 높고 아래로 내려갈수록 온도가 낮아지도록 되어있어 유기물이 고속으로 증발할 때 튀어 나가는 현상이 현격하게 줄어들고, 대용량의 증발원 또는 대면적 유기물 증착용으로 사용될 수 있다.

Description

진공증발원의 열복사선에 의한 유기물 직접 가열 방법{The direct organic-heating method of vacuum evaporator by thermal radiation}

본 발명은 진공박막제조장비 중의 하나인 유기물 진공 증착장비 중의 핵심부품인 유기물 진공증발원의 가열구조에 관한 것이고, 유기물 진공 증발원은 도가니에 들어있는 유기물 소오스를 가열하여 대상 유기물질을 증발시켜 박막으로 만드는 장치이다.

기존의 진공증발원의 유기물 가열방법으로는 열방사 전달에 의해서 단일 도가니를 가열하고 도가니 속에 있는 유기물을 접촉에 의한 열전달로 가열하였다. 그래서 열전도도가 작은 유기물질의 경우 도가니의 접촉부분이 먼저 가열되어 증발됨으로써 소모되고 남은 유기물이 산 모양을 이루게 되면서 증발율이 급격하게 변화되어 증발율 조절이 쉽지가 않은 단점이 있다.

기존의 진공 증발원의 도가니 구조에서는 접촉에 의한 열전도방식으로 유기물을 가열하는 형태이거나, 이중 도가니 구조로 열복사선을 석영관을 통하여 유기물을 가열하였으나, 본 발명에서는 열방사선을 직접 유기물에 입사시켜 가열시키는 방식을 채택하여 열전도도가 작은 유기물을 전체적으로 골고루 가열시켜 유기물의 증발율을 일정하게 유지할 있게 되었고, 도가니의 구조를 대용량 또는 대면적으로 만드는 것이 가능하게 되었다.

본 발명과 관련되는 유기물 진공 증발원은 대표도와 같이 상부 열복사용 도가니(7)를 가열하는 발열체(8), 외부도가니(4), 유기물이 담겨있는 내부도가니(5), 온도센서(9) 등으로 구성되어 있다. 도 1에서보면 진공박막제조 대상인 유기 증발물질(18)은 열복사선을 잘 통과시키는 석영관으로 만들어진 내부도가니(5)속에 넣고, 발열부(8)에 전류를 흘려 가열하면 발열체가 열을 방사하여 흑연으로 만들어진 상부도가니(7)를 데우게 된다. 데워진 상부도가니는 열복사선을 방출하게 되고, 열복사선이 아래의 유기물방향으로 유입되어 상부 유기물질을 직접 가열하게 된다. 외부도가니(4)는 내부도가니 속의 유기물의 분위기온도를 유지시켜주는 역할을 하고, 열 반사판(11)은 상부 열복사 도가니 부분에서 내부도가니 방향으로 향하는 부분을 집중적으로 가열하기 위함이며, 유기물 바로위의 분위기 온도를 제어하기위하여 온도센서(9)가 위치하고 있다. 전체적으로 유기물질이 담겨있는 내부도가니의 온도분포가 위쪽이 가장 높고 아래로 내려올수록 온도가 낮은 구조로 되어 있다. 그래서 열전도도가 작은 유기물이 높은 속도로 증발할 때 튀는 현상이 줄어들 수 있다.

도 2는 대면적 코팅에 사용될 수 있는 유기물 증발원으로 석영으로 만들어진 유기물 용기(15)와 유기물의 분위기 온도를 유지시켜줄 흑연도가니(15), 분위기 온도가열용 발열체(14), 그리고 유기물을 직접 증발시킬 열복사 발열체(16)로 구성되어 있다. 전체적으로 보면 발열체(14)와 상부 발열체(16)을 동시에 사용하여 유기물의 전체 분위온도를 맞춘 뒤에 상부 복사선 발열체(16)의 온도를 올려 열복사선의 양을 증가 시켜 유기물의 상부 표면을 직접증발 시키는 구조로 되어 있다. 열복사선으로 직접 가열시킬 수 있는 구조이기에 대용량의 증발원 또는 유기물 대면적 증착용으로 적합한 구조이다.

본 유기물 진공 증발원에서 열복사선으로 상부 또는 유기물 상부표면을 직접 가열시킴으로써, 도가니의 온도분포를 윗부분이 높고 아래로 내려갈수록 온도가 낮아지게 되어 있다. 그래서 유기물이 고속으로 증발할 때 유기물질이 튀는 현상이 현격하게 줄어들고, 대용량의 증발원 또는 대면적 증착용으로 사용될 수 있다.

대표도는 열복사선 직접 가열방법으로 증발시키는 유기물 증발원의 전체 평면도

제1도는 유기물 증발원의 증발부로서 열복사물질, 발열체, 유기물 용기, 외부도가니, 온도센서 등을 포함하고 있는 평면도와 단면도(A-A)

제2도는 대면적 또는 대용량 유기물 진공 증발원의 구조로서 열복사선이 직접 유기물을 가열시킬 수 있는 구조의 평면도, 정면도, 우측면도 및 열복사용 발열체의 평면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1. 셔터 구동모터 2. 진공용 플랜지 3. 셔터 축

4. 외부도가니 5. 내부도가니(석영관) 6. 셔터

7. 상부 열복사 도가니 8. 발열체 9. 온도 센서

10. 냉각수 유입구 및 지지기둥 11. 열 반사판 12. 지지대

13. 흑연 도가니 14. 발열체 15. 석영도가니

16. 열복사용 발열체 17. 지지대 18. 증발물질(유기물)

Claims (3)

1. 도 1 에서와 같이 유기물 진공 증발원에서 상부 발열체로부터 나오는 열복사선을 직접 유기물로 유입시켜 유기물을 가열시키고 증발시키는 구조.
2. 도 2 에서와 같이 대용량 유기물 증발원에서 분위기 온도 유지용 발열체를 사용하고, 최종 유기물 증발용으로는 발열체를 상부에 위치하여 열복사선이 유기물에 직접 도달되도록 한 구조로서 열전도도가 작은 유기물의 진공증발에 유리한 구조
3. 유기물의 진공증발 방법으로 열복사선을 유기물에 직접 조사(照射)하여 증발시키는 모든 방법