KR20130094460A

KR20130094460A - 대기압 공정 및 연속 공정이 가능한 유기물 증착장치

Info

Publication number: KR20130094460A
Application number: KR1020120015717A
Authority: KR
Inventors: 최동권
Original assignee: 성안기계 (주)
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-08-26
Also published as: KR101347259B1

Abstract

본 발명은 증착 공정이 대기압에서 연속적으로 이루어질 수 있도록 한 유기물 증착장치에 관한 것이다.
그 구성은, 피증착물 언와인더 및 리와인더, 그리고 상기 언와인더 및 리와인더에 개재되어 이송되는 상기 피증착물을 받치게 되는 서포트롤러를 포함하는 이송유닛; 상기 서포트롤러 상측에 배치되고, 기상(氣相)의 유기물을 상기 서포트롤러에 지지된 피증착물을 향해 토출하게 되는 분사유닛; 상기 유기물을 기화시켜 상기 분사유닛으로 공급하게 되는 피딩유닛; 및 하방 개구부를 갖고 상기 서포트롤러 상측에 배치되되, 상기 분사유닛 주위를 감싸도록 배치되어 분사유닛에서 토출되는 기상 유기물의 외부 확산을 방지하게 되는 스크린유닛;을 포함하여 이루어진다.
이와 같은 구성에 의하면, 이송유닛에 의해 피증착물이 연속적으로 이송될 수 있으며, 스크린유닛에 의해 분사유닛에서 토출되는 기상 유기물의 외부 확산이 방지됨으로써 유기물 증착 공정이 대기압에서 연속적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

대기압 공정 및 연속 공정이 가능한 유기물 증착장치{EVAPORATING APPARATUS OF ORGANIC MATTER}

본 발명은 증착 공정이 대기압에서 연속적으로 이루어질 수 있도록 한 유기물 증착장치에 관한 것이다.

유기물 증착장치에 관한 기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0477546호(2005년 03월 18일 공고, 이하 '선행기술'이라고 함) "유기물질 증착방법 및 이를 적용한 장치"가 제시되어 있다.

상기 선행기술은,

"일측에 배기부가 마련된 증착챔버와;

상기 증착챔버 내에 마련되어 유기물의 증착대상인 기판 및 이를 마스킹하는 메탈마스크를 장착하는 기판홀더와;

상기 기판에 대면하여 외부로부터의 유기물 증기를 상기 기판으로 공급하는 것으로, 유입된 유기물 증기를 다단으로 확산 공급하기 위한 복수의 증기 유동공간을 가지며, 증기 유동공간의 사이에는 증기 확산판이 마련되어 있는 매니폴드와;

상기 증착챔버의 외부에 마련되어, 상기 유기물 증기를 발생하는 유기물 증기 발생부와;

상기 증기 발생부로부터의 증기를 상기 매니폴드로 이송하는 증기 이송부와;

상기 증기발생부에 캐리어가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부"

로 이루어진 것으로서,

대면적의 기판에 유기 물질을 균일하게 증착시킬 수 있도록 한 기술이다.

상기 선행기술은 증기 발생부에서 발생시킨 유기물 증기를 이송 가스와 혼합하여 증착챔버 내에 장착된 기판에 분사함으로써 증착을 진행하되, 유기물 증기가 매니폴드에 의해 확산되도록 함으로써 대면적의 기판에 대한 효과적인 증착이 가능하도록 하고는 있으나,

유기물 증기의 증착 시 증착챔버 내에 진공상태가 유지되어야 함으로써 이를 롤투롤(roll to roll) 방식에 적용하기가 곤란한 문제가 있다.

즉, 유기물의 증착이 대기압에서 연속적으로 이루어질 수 있도록 하는 별도의 기술이 요구되는 바이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 대기압 공정 및 연속 공정이 가능한 유기물 증착장치는,

피증착물 언와인더 및 리와인더, 그리고 상기 언와인더 및 리와인더에 개재되어 이송되는 상기 피증착물을 받치게 되는 서포트롤러를 포함하는 이송유닛;

상기 서포트롤러 상측에 배치되고, 기상(氣相)의 유기물을 상기 서포트롤러에 지지된 피증착물을 향해 토출하게 되는 분사유닛;

상기 유기물을 기화시켜 상기 분사유닛으로 공급하게 되는 피딩유닛; 및

하방 개구부를 갖고 상기 서포트롤러 상측에 배치되되, 상기 분사유닛 주위를 감싸도록 배치되어 분사유닛에서 토출되는 기상 유기물의 외부 확산을 방지하게 되는 스크린유닛;

을 포함하여 이루어진다.

본 발명의 다른 특징에 의하면,

상기 스크린유닛을 가열하기 위한 히팅수단이 더 구비된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면,

상기 스크린유닛 내부의 잉여 기상 유기물을 배출하기 위한 흡입유닛이 더 구비된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면,

상기 흡입유닛은 상기 분사유닛 전방 및 후방에 각각 배치되는 두 흡입노즐을 포함하여 이루어진다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면,

상기 피딩유닛은

상기 유기물이 수용되는 도가니,

상기 도가니를 감싸고, 상기 유기물의 기화를 위해 상기 도가니를 가열하게 되는 제1히팅모듈,

상기 분사유닛과 상기 도가니를 연결하는 이송라인,

상기 도가니에 연결되고, 도가니 내의 기상 유기물을 위한 이송가스를 공급하게 되는 가스공급부, 그리고

상기 도가니와 상기 가스공급부에 개재되고, 상기 도가니로 공급되는 이송가스를 가열하게 되는 제2히팅모듈

을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 의한 대기압 공정 및 연속 공정이 가능한 유기물 증착장치는,

이송유닛에 의해 피증착물이 연속적으로 이송될 수 있으며, 스크린유닛에 의해 분사유닛에서 토출되는 기상 유기물의 외부 확산이 방지됨으로써 유기물 증착 공정이 대기압에서 연속적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.

또한, 스크린유닛을 가열하기 위한 히팅수단이 구비됨에 따라, 분사유닛에서 토출되는 기상 유기물이 스크린유닛 내벽면에 접촉되어 응축되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 흡입유닛이 구비됨에 따라, 스크린유닛 내부의 잉여 기상 유기물을 용이하게 배출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 대기압 공정 및 연속 공정이 가능한 유기물 증착장치의 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 도가니 및 제1히팅모듈을 절개하여 도시한 사시도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에서와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 대기압 공정 및 연속 공정이 가능한 유기물 증착장치는 크게 이송유닛(100), 분사유닛(200), 피딩유닛(300), 스크린유닛(400) 및 흡입유닛(500)으로 이루어진다.

이하 각 구성에 대해 살펴보면,

상기 이송유닛(100)은

피증착물(10)을 이송하기 위한 것으로서,

피증착물(10) 언와인더(unwinder)(110) 및 리와인더(rewinder)(120), 그리고

상기 언와인더(110) 및 리와인더(120)에 개재(介在)되어 이송되는 상기 피증착물(10)을 받치게 되는 서포트롤러(130)를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 피증착물(10)은 가요성(可撓性)이 있는 기판으로써 웨브(web) 형태로 이루어져 상기 언와인더(110)에서 상기 리와인더(120)로 연속적으로 이송된다.

상기 분사유닛(200)은

상기 서포트롤러(130) 상측에 배치되는 것으로서,

후술될 피딩유닛(300)에 의해 공급되는 기상(氣相)의 유기물을 상기 서포트롤러(130)에 지지된 피증착물(10)을 향해 토출하게 된다.

상기 분사유닛(200)은 토출되는 기상 유기물이 상기 서포트롤러(130)에 지지된 피증착물(10)에 집중될 수 있도록 상기 서포트롤러(130)에 근접 배치된다.

그리고 이때 상기 분사유닛(200)과 상기 서포트롤러(130)의 간격은 10㎜이내로 유지되도록 하되, 상기 피증착물(10)에 증착된 유기물의 두께 균일도를 확보하기 위하여 그 거리가 가변될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 분사유닛(200)은 공지의 각종 노즐로 이루어질 수 있으며, 상기 선행기술에서와 같이 매니폴드(manifold) 형태로 이루어질 수도 있다.

상기 피딩유닛(300)은

고상(固相) 또는 액상(液相)의 유기물을 기화(氣化)시켜 상기 분사유닛(200)으로 공급하게 되는 것으로서,

상기 유기물이 수용되는 도가니(310),

상기 도가니(310)를 감싸고, 상기 유기물의 기화를 위해 상기 도가니(310)를 가열하게 되는 제1히팅모듈(320),

상기 분사유닛(200)과 상기 도가니(310)를 연결하는 이송라인(330),

상기 도가니(310)에 연결되고, 도가니(310) 내의 기상 유기물을 위한 이송가스를 공급하게 되는 가스공급부(340), 그리고

상기 도가니(310)와 상기 가스공급부(340)에 개재되고, 상기 도가니(310)로 공급되는 이송가스를 가열하게 되는 제2히팅모듈(350)을 포함하여 이루어진다.

상기 도가니(310)는 상부가 개방된 원통 형상을 갖고, 그 하부 중앙에는 상기 가스공급부(340)에 의해 공급되는 이송가스가 도가니(310) 내부로 유입될 수 있도록 이송가스 유입라인(360)이 관통 배치된다.

여기서 상기 도가니(310)는 석영(quartz)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 이송가스는 질소가스가 사용되는 것이 바람직하며, 필요에 따라 알곤가스나 헬륨가스 등의 불활성 가스가 사용될 수 있다.

상기 제1히팅모듈(320)은 저항가열(resistance heating) 방식의 히터로 이루어지되, 상기 도가니(310)의 하면 및 외주면을 감싸는 바디부(321)와, 상기 도가니(310) 상부에 결합되어 도가니(310)를 밀폐시키게 되는 캡부(322)로 이루어지며, 상기 캡부(322)의 중앙에는 상기 이송라인(330)이 연결된다.

결국, 상기 제1히팅모듈(320)은 상기 도가니(310)를 가열함으로써 도가니(310)에 수용된 유기물을 기화시키고, 이에 의해 발생한 기상 유기물은 상기 가스공급부(340)로부터 공급되는 이송가스와 함께 상기 이송라인(330) 및 상기 분사유닛(200)을 지나 토출되어 상기 피증착물(10) 표면에 증착된다.

상기 제2히팅모듈(350)은 상기 가스공급부(340)에서 상기 도가니(310)로 공급되는 이송가스를 가열함으로써 상기 이송가스와 상기 기상 유기물의 온도차에 의해 기상 유기물이 응축되는 것을 방지하게 된다.

그리고 상기 이송라인(330) 및 상기 유입라인(360)에는 각각 밸브(V1, V2)가 설치되며, 상기 각 밸브(V1, V2)는 각각 기상 유기물 및 이송가스의 흐름을 단속하게 된다.

한편, 상기 이송라인(330)에도 별도의 가열수단을 마련함으로써 상기 도가니(310)에서 상기 분사유닛(200)으로 공급되는 기상 유기물이 온도 하강에 의해 응축되지 않도록 관리하는 것이 바람직하다.

상기 스크린유닛(400)은

하방 개구부(410)를 갖고 상기 서포트롤러(130) 상측에 배치되되, 상기 분사유닛(200) 주위를 감싸도록 배치된다.

즉, 상기 스크린유닛(400)은 상기 분사유닛(200) 주위를 외부와 차단함으로써 분사유닛(200)에서 토출되는 기상 유기물의 외부 확산을 방지하게 된다.

한편, 상기 분사유닛(200)에서 토출되는 기상 유기물의 원활한 증착을 위해 상기 스크린유닛(400)에는 히팅수단(미도시)이 구비되고, 상기 서포트롤러(130)에는 쿨링수단(미도시)이 구비될 수 있다.

여기서 상기 히팅수단은 상기 스크린유닛(400)을 가열함으로써 상기 분사유닛(200)에서 토출되는 기상 유기물이 상기 스크린유닛(400) 내벽면에 접촉되어 응축되는 것을 방지하게 되고,

상기 쿨링수단은 상기 서포트롤러(130) 및 이에 지지된 상기 피증착물(10)을 냉각시킴으로써 상기 분사유닛(200)에서 토출되는 기상 유기물이 상기 피증착물(10)에 더욱 용이하게 증착될 수 있게 한다.

상기 흡입유닛(500)은

상기 스크린유닛(400) 내부의 잉여 기상 유기물을 배출하기 위한 것으로서,

상기 스크린유닛(400) 내부에 배치되는 흡입노즐(510),

상기 흡입노즐(510)과 연결되는 배출라인(520), 그리고

상기 배출라인(520)에 설치되는 흡입펌프(530)를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 흡입노즐(510)은 두 개가 구비되어 상기 분사유닛(200)의 전방 및 후방에 각각 배치되는데,

이에 따라 상기 흡입유닛(500)은 증착 후 남은 기상 유기물 및 이송가스가 곧바로 배출될 수 있도록 함으로써 잉여 기상 유기물 및 이송가스의 확산을 최소화하게 된다.

그리고 상기 배출라인(520)은 상기 두 흡입노즐(510)에 각각 연결되는 두 분기라인(521)을 갖고, 상기 두 분기라인(521)에는 각각 제어밸브(V3)가 설치된다.

상기 각 제어밸브(V3)는 니들밸브(needle valve)로 이루어져 상기 두 분기라인(521)의 배기 컨덕턴스(conductance)를 조절하게 된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "대기압 공정 및 연속 공정이 가능한 유기물 증착장치"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

100 ; 이송유닛
110 ; 언와인더 120 ; 리와인더 130 ; 서포트롤러
200 ; 분사유닛
300 ; 피딩유닛
310 ; 도가니 320 ; 제1히팅모듈 330 ; 이송라인
340 ; 가스공급부 350 ; 제2히팅모듈 360 ; 유입라인
400 ; 스크린유닛
410 ; 개구부
500 ; 흡입유닛
510 ; 흡입노즐 520 ; 배출라인 530 ; 흡입펌프

Claims

피증착물(10) 언와인더(110) 및 리와인더(120), 그리고 상기 언와인더(110) 및 리와인더(120)에 개재되어 이송되는 상기 피증착물(10)을 받치게 되는 서포트롤러(130)를 포함하는 이송유닛(100);
상기 서포트롤러(130) 상측에 배치되고, 기상(氣相)의 유기물을 상기 서포트롤러(130)에 지지된 피증착물(10)을 향해 토출하게 되는 분사유닛(200);
상기 유기물을 기화시켜 상기 분사유닛(200)으로 공급하게 되는 피딩유닛(300); 및
하방 개구부(410)를 갖고 상기 서포트롤러(130) 상측에 배치되되, 상기 분사유닛(200) 주위를 감싸도록 배치되어 분사유닛(200)에서 토출되는 기상 유기물의 외부 확산을 방지하게 되는 스크린유닛(400);
을 포함하여 이루어진 대기압 공정 및 연속 공정이 가능한 유기물 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 스크린유닛(400)을 가열하기 위한 히팅수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 대기압 공정 및 연속 공정이 가능한 유기물 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 스크린유닛(400) 내부의 잉여 기상 유기물을 배출하기 위한 흡입유닛(500)이 구비되는 것을 특징으로 하는 대기압 공정 및 연속 공정이 가능한 유기물 증착장치.
제3항에 있어서,
상기 흡입유닛(500)은 상기 분사유닛(200) 전방 및 후방에 각각 배치되는 두 흡입노즐(510)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 대기압 공정 및 연속 공정이 가능한 유기물 증착장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피딩유닛(300)은
상기 유기물이 수용되는 도가니(310),
상기 도가니(310)를 감싸고, 상기 유기물의 기화를 위해 상기 도가니(310)를 가열하게 되는 제1히팅모듈(320),
상기 분사유닛(200)과 상기 도가니(310)를 연결하는 이송라인(330),
상기 도가니(310)에 연결되고, 도가니(310) 내의 기상 유기물을 위한 이송가스를 공급하게 되는 가스공급부(340), 그리고
상기 도가니(310)와 상기 가스공급부(340)에 개재되고, 상기 도가니(310)로 공급되는 이송가스를 가열하게 되는 제2히팅모듈(350)
을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 대기압 공정 및 연속 공정이 가능한 유기물 증착장치.