KR20160038534A - 슬롯 다이 및 이를 이용한 유기태양전지의 제조방법 - Google Patents

슬롯 다이 및 이를 이용한 유기태양전지의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공정안정성을 향상시킨 슬롯 다이 및 이를 이용한 유기태양전지의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 슬롯 다이는, 연속 공급되는 기판 상측에 위치하고, 기판에 복수 열로 도포될 수 있는 소재를 수용할 수 있는 복수의 챔버가 형성되며, 복수의 챔버에 각각 소재를 주입하도록 복수의 주입유로가 형성된 전면블록과: 전면블록의 일면과 마주보며 연결되는 후면블록과; 전면블록과 후면블록 사이에 위치하고, 각 챔버에 연통되어 소재가 기판의 각 열로 도포되도록 안내하는 도포유로가 형성된 가이드부를 포함한다. 복수의 챔버에 소재를 주입하는 주입유로는 후면블록에 형성될 수도 있다.
본 발명에 따른 유기태양전지의 제조 방법은 전술된 슬롯 다이를 이용하여 유기 태양전지를 구성하는 적층부를 인쇄하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 슬롯 다이에 의하면, 도포라인별로 정량을 토출할 수 있고, 양산 공정에서 작업자에 따른 공정 조건의 변화를 최소화하며, 각 도포라인 별로 토출량을 공정자가 임의로 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

슬롯 다이 및 이를 이용한 유기태양전지의 제조방법 {SLOT DIE AND METHOD FOR MANUFACTURING ORGANIC SOLAR CELL BY USING THE SLOT DIE}
본 발명은 슬롯 다이 및 이를 이용한 유기태양전지의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정안정성을 향상시킨 슬롯 다이 및 이를 이용한 유기태양전지의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 태양 전지를 제작할 때 사용되는 슬롯 다이는 내부에 수용된 유동성 소재를 점진적으로 배출하는 것으로, 소재는 슬롯 다이를 통과하여 하부에 위치한 기판에 도포된다.
기판에 소재를 인쇄함에 있어서 소재의 점도, 용매의 휘발성, 기판에 접촉시 표면장력 등이 적절하기 못하여 소재를 기판에 균일하게 형성할 수 없는 단점을 해결하기 위한 슬롯 다이로서, 한국공개특허 제2013-0121561호가 개시되어 있다.
한국공개특허 제2013-0121561호는 도 1에 도시한 바와 같이, 연속 공급되는 기판에 소재를 도포하는 슬롯 다이(1)로서, 일면에 소재가 유입될 수 있는 하나의 챔버(11)가 형성된 제1본체(10), 제1본체(10)의 일면과 마주하는 제2본체(20), 그리고 제1본체(10)와 제2본체(20) 사이에 위치하고 챔버(11)를 기판 방향으로 연통시켜 소재가 흐르도록 하고 흐른 소재가 끝단에 맺히며 맺힌 소재가 연속 공급되는 기판 상에 도포되도록 하는 가이드부(30)를 포함한다.
가이드부(30)는 챔버(11)를 기판 방향으로 연통시킨 복수의 유로(32a)가 형성된 유로 몸체(32)와, 유로 몸체(32)의 유로(32a)와 동일 선상에 위치하며 기판 방향으로 돌출된 돌출부(33a)를 구비하며 유로 몸체(32)에 연결된 돌출 플레이트(33)로 이루어진다.
이러한 종래 슬롯 다이(1)는 하나의 챔버(11)에서 복수의 유로(32a)를 통해 소재가 각 도포라인으로 분배되므로 각 라인별로 정량을 토출하기가 어렵고 토출량을 조절하기가 용이하지 못하므로 양산 공정에서 공정 안정성을 해치게 되며 소재 토출의 신뢰성이 낮다는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래 슬롯 다이의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 각 도포라인별로 다른 도포라인에 영향을 주지 않고 양산 공정이 가능하게 하여 공정안정성을 향상시키고 소재 토출의 신뢰성을 높이는 슬롯 다이를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 소재의 흐름을 원활하게 하여 기판 상에 소재가 균일하게 도포될 수 있게 하는 슬롯 다이를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 슬롯 다이는, 연속 공급되는 기판 상측에 위치하고, 기판에 복수 열로 도포될 수 있는 소재를 수용할 수 있는 복수의 챔버가 형성되며, 복수의 챔버에 각각 소재를 주입하도록 복수의 주입유로가 형성된 전면블록: 전면블록의 일면과 마주보며 연결되는 후면블록; 전면블록과 후면블록 사이에 위치하고, 각 챔버에 연통되어 소재가 기판의 각 열로 도포되도록 안내하는 도포유로 및 돌기가 형성된 가이드부;를 포함한다.
연속 공급되는 기판 상측에 위치하고, 기판에 복수 열로 도포될 수 있는 소재를 수용할 수 있는 복수의 챔버가 형성된 전면블록; 전면블록의 일면과 마주보며 연결되고, 복수의 챔버에 각각 소재가 주입하도록 복수의 주입유로가 형성된 후면블록; 전면블록과 후면블록 사이에 위치하고, 각 챔버에 연통되어 소재가 기판의 각 열로 도포되도록 안내하는 도포유로 및 돌기가 형성된 가이드부;를 포함한다.
가이드부에는 각 주입유로에서 각 챔버로 소재를 안내하는 가이드 구멍이 형성된다. 후면블록에는 각 주입유로에 연통하여 전면블록의 각 챔버에 안내되는 별도의 각 보조챔버가 형성될 수 있다.
각 챔버는 전면블록 상에서 서로 다른 높이로 위치될 수 있다. 각 챔버의 크기(폭, 높이 또는 깊이)는 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.
주입유로는 소재가 주입되는 주입구와, 주입구에서 각 챔버에 연통되는 연통유로를 포함한다. 연통유로의 끝단 폭은 각 챔버의 폭보다 작거나 동일하게 되어 있다. 연통유로의 폭은 주입구에서 각 챔버로 갈수록 넓어지는 것이 바람직하다. 연통유로의 깊이는 주입구에서 각 챔버로 갈수록 깊어지는 것이 바람직하다.
가이드부는 각 챔버를 기판 방향으로 연통시키는 각 도포유로와, 각 도포유로와 동일선상에 위치하고 각 도포유로의 끝단에서 기판 방향으로 돌출되어 각 도포유로를 따라 흐른 소재가 맺힐 수 있는 각 돌기를 포함하며; 각 돌기는 전면블록 및 후면블록의 저면보다 기판 방향으로 더 돌출된다.
가이드부는 각 챔버를 기판 방향으로 연통시키는 각 도포유로가 형성된 가이드 몸체와, 각 도포유로와 동일선상에 위치하고 기판 방향으로 돌출된 각 돌기를 구비하며 가이드 몸체에 연결된 돌출 플레이트를 포함하며; 각 돌기는 전면블록 및 후면블록의 저면보다 기판 방향으로 더 돌출되어 각 도포유로를 따라 흐른 소재가 맺힐 수 있게 된다.
각 도포유로는 서로 상이한 폭으로 형성될 수 있다. 각 도포유로의 상부측은 각 챔버의 일부분과 중첩되어 있는 것이 바람직하다.
돌기의 폭은 도포유로의 폭보다 더 넓거나 좁을 수 있다. 돌기의 폭은 후면블록에서 기판 방향으로 갈수록 점진적으로 넓어지거나 점진적으로 좁아질 수 있다.
본 발명에 따른 유기태양전지의 제조방법은 전술된 슬롯 다이를 이용하여 유기태양전지를 구성하는 적층부를 인쇄하는 단계를 포함한다.
유기태양전지를 구성하는 적층부는 음극, 광활성층, 전자전달층, 정공전달층, 금속 산화물 박막층, 양극 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 일 수 있다.
본 발명에 따른 슬롯 다이에 의하면, 각 도포라인별로 다른 도포라인에 영향을 주지 않고 양산 공정이 가능하게 하여 공정안정성을 향상시키고 소재 토출의 신뢰성을 높이는 효과가 있다. 즉, 도포라인별로 정량을 토출할 수 있고, 양산 공정에서 작업자에 따른 공정 조건의 변화를 최소화하며, 각 도포라인 별로 토출량을 공정자가 임의로 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 슬롯 다이에 의하면, 챔버로 유입되는 소재의 흐름을 원활하게 하고 챔버에서 도포유로를 통해 기판으로 안내되는 소재의 흐름을 원활하게 하여, 기판 상에 소재가 균일하게 도포될 수 있게 하는 효과가 있다.
도 1은 종래 슬롯 다이를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 슬롯 다이에서 소재가 배출되어 기판에 패턴층이 형성되는 상태를 나타내는 제조 공정도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 슬롯 다이를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 슬롯 다이에서 가이드부의 다른 예를 하측에서 바라본 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 슬롯 다이를 하측에서 바라본 사시도이다.
도 6은 도 5에서 화살표 A-A선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 6에서 화살표 B-B선에 따른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 의한 슬롯 다이를 나타내는 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 의한 슬롯 다이의 단면도이다.
도 10은 도 9에서 화살표 C-C선에 따른 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 2는 본 발명의 실시예(제1실시예 및 제2실시예)에 의한 슬롯 다이에서 소재가 배출되어 기판에 패턴층이 형성되는 상태를 나타내는 제조 공정도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 슬롯 다이(100)(300)는 필름형태의 기판(P)이 롤투롤(roll-to-roll) 인라인 방식으로 연속 공급되는 기판 이동 경로 상에 설치되어 기판(P)에 소재를 도포하여 소정의 패턴을 형성한다.
슬롯 다이(100)(300)는 연속 공급되는 기판(P)의 이동 경로 상에 간격을 두고 설치되어 있다. 간격을 두고 설치된 슬롯 다이(100)(300)에서는 소재가 배출되어 기판에 도포 된다. 각 슬롯 다이(100)(300)에서 배출되는 소재는 순차적으로 적층되어 하나의 기판(P) 위에 여러 패턴층(T)이 순차적으로 적층된다.
아울러, 슬롯 다이(100)(300)에서 배출되는 소재는 슬롯 다이(100)(300)의 적용 분야에 따라 다르다. 예컨대, 슬롯 다이(100)(300)가 태양전지 분야에 적용되면 소재는 태양전지를 구성하는 소재일 수 있고, 슬롯 다이(100)(300)가 유기 발광 다이오드 분야에 적용되면 유기 발광 다이오드를 구성하는 소재일 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 슬롯 다이를 나타내는 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 슬롯 다이를 하측에서 바라본 사시도이며, 도 6은 도 5에서 화살표 A-A선에 따른 단면도이고, 도 7은 도 6에서 화살표 B-B선에 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 의한 슬롯 다이(100)는 전면블록(110)과, 후면블록(120) 및 가이드부(130)를 포함한다. 전면블록(110)과 후면블록(120)은 서로 연결되어 가이드부(130)를 고정시키는 기능을 갖는다.
전면블록(110)은 연속 공급되는 기판(P : 도 2에 도시) 상측에 위치하며, 블록 형태로 형성되고 일면이 평평하게 형성된다. 평평한 일면에는 기판에 복수 열로 도포될 수 있는 소재를 수용할 수 있는 복수의 챔버(111)가 전면블록(110)의 길이방향을 따라 형성되는 한편, 복수의 챔버(111)에 각각 소재를 주입하도록 복수의 주입유로(112)가 형성된다.
각 챔버(111)는 일측이 개방된 사각형 챔버로 되어 있으나 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 각 챔버(111)는 전면블록(110) 상에서 서로 다른 높이로 형성될 수 있는데, 제1실시예에서는 지그재그 형태로 서로 다른 높이로 형성되어 있다. 각 챔버(111)의 크기(폭, 높이 또는 깊이)는 각 도포라인의 소재 도포량 등 다양한 조건에 따라 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.
주입유로(112)는 소재가 주입되는 주입구(112a)와, 주입구(112a)에서 각 챔버(111)에 연통되는 연통유로(112b)로 이루어진다. 주입구(112a)는 전면블록(110)의 상면에서 소재 공급부(도시하지 않음)와 연결되어 소재가 주입할 수 있게 되어 있다. 연통유로(112b)는 챔버(111)와 연통되고 챔버(111)와 동일한 방향으로 일측이 개방되어 있다. 연통유로(112b)의 끝단 폭은 연통되는 챔버(111)의 폭보다 작게 되어 있으나 동일하게 되어 있을 수도 있다. 연통유로(112b)의 폭은 주입구(112a)에서 각 챔버(111)로 갈수록 넓어진다. 연통유로(112b)의 깊이(파인 깊이)는 주입구(112a)에서 각 챔버(111)로 갈수록 깊어진다.
후면블록(120)은 전면블록(110)의 일면과 마주보며 연결된다. 후면블록(120)은 볼트 따위의 결합 수단으로 전면블록(110)에 분리 가능하게 결합 연결된다. 전면블록(110)과 마주하는 후면블록(120)의 일면은 평평하게 형성된다. 후면블록(120)은 가이드부(130)와 함께 챔버(111)의 개방된 일측을 밀폐시킨다.
이와 같은 전면블록(110)과 후면블록(120)의 저면은 연속 공급되는 기판(P : 도 2에 도시)의 상면과 마주한다. 이때 전면블록(110)과 후면블록(120)의 저면은 기판(P)의 상면과 소정 간격으로 떨어져 있다.
가이드부(130)는 전면블록(110)과 후면블록(120)의 사이에 위치한다. 이때 가이드부(130)를 기준으로 전면블록(110)은 기판을 공급해주는 방향에 위치하고, 후면블록(120)은 기판(P)을 되감는 방향에 위치한다. 가이드부(130)에는 각 챔버(111)의 공간을 연속 공급되는 기판 방향으로 연통시켜 각 챔버(111)로 유입된 소재가 기판의 각 열로 도포되도록 안내하는 도포유로(132)가 형성된다.
가이드부(130)는 가이드 몸체(131)와 돌출 플레이트(135)로 이루어진다. 가이드 몸체(131)와 돌출 플레이트(135)는 플레이트 형태로 이루어진다. 가이드 몸체(131)는 전면블록(110)에 접하고, 돌출 플레이트(135)는 후면블록(120)에 접한다.
가이드 몸체(131)의 하부에는 각 챔버(111)를 기판 방향으로 연통시키는 각 도포유로(132)가 형성된다. 각 도포유로(132)는 각 도포라인에 따라 상이한 폭(W1)으로 형성될 수 있다. 각 도포유로(132)의 상부측은 각 챔버(111)의 일부분과 중첩되어 있다.
돌출 플레이트(135)는 각 도포유로(132)와 동일선상에 위치하고 기판 방향으로 돌출된 각 돌기(136)를 구비하며, 가이드 몸체(131)에 연결된다. 각 돌기(136)는 전면블록(110) 및 후면블록(120)의 저면보다 기판 방향으로 더 돌출되어 각 도포유로(132)를 따라 흐른 소재가 맺힐 수 있게 된다. 돌기(136)의 폭(W2)은 각 도포유로(132)의 폭(W1)보다 더 넓거나 좁을 수 있다. 돌기(136)의 폭(W2)은 후면블록(120)에서 기판 방향으로 갈수록 점진적으로 넓어지거나 점진적으로 좁아질 수 있다. 돌기(136)의 끝단 폭은 인쇄되는 도포라인의 폭에 맞추어 형성된다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 슬롯 다이에서 가이드부의 다른 예를 하측에서 바라본 사시도이다. 도 4에 도시된 가이드부(230)는 하나의 플레이트로 이루어진다. 도시한 바와 같이 가이드부(230)는 각 챔버(111)를 기판 방향으로 연통시키는 각 도포유로(232)와, 각 도포유로(232)와 동일선상에 위치하고 각 도포유로(232)의 끝단에서 기판 방향으로 돌출되어 각 도포유로(232)를 따라 흐른 소재가 맺힐 수 있는 각 돌기(236)를 구비하는 플레이트이다.
각 도포유로(232)는 각 도포라인에 따라 상이한 폭(W1)으로 형성될 수 있다. 각 도포유로(232)의 상부측은 각 챔버(111)의 일부분과 중첩되어 있다. 각 돌기(236)는 전면블록(110) 및 후면블록(120)의 저면보다 기판 방향으로 더 돌출되어 각 도포유로(232)를 따라 흐른 소재가 맺힐 수 있게 된다. 돌기(236)의 폭(W2)은 각 도포유로(232)의 폭(W1)보다 더 넓거나 좁을 수 있다. 돌기(236)의 폭(W2)은 후면블록(120)에서 기판 방향으로 갈수록 점진적으로 넓어지거나 점진적으로 좁아질 수 있다. 돌기(236)의 끝단 폭은 인쇄되는 도포라인의 폭에 맞추어 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 의한 슬롯 다이(100)의 작용에 대하여 도 2 내지 도 7을 다시 참고하여 설명한다.
먼저, 슬롯 다이(100)는 기판(P)이 이동하는 이동 경로 상에 간격을 두고 설치되어 있다. 각 슬롯 다이(100)의 각 주입구(112a)는 각 공정의 소재 공급부(도시하지 않음)와 연결되어 있다. 각 공정의 소재 공급부에서 각 슬롯 다이(100)로 공급되는 소재는 상이하다. 각 공정의 소재 공급부의 소재는 각 공정의 소재 공급부에 설치된 펌프(도시하지 않음)의 펌핑력에 의하여 각 공정의 소재 공급부에서 주입구(112a)를 통하여 연통유로(112b)를 거쳐 각 챔버(111) 내부로 유입된다.
이때, 각 공정의 소재 공급부는 조절밸브 등을 통해 각 주입구(112a) 마다 주입량을 조절할 수 있게 되어 있다. 따라서, 각 도포라인별로 다른 도포라인에 영향을 주지 않고 양산 공정이 가능하게 하여 공정안정성을 향상시키고 소재 토출의 신뢰성을 높인다. 즉, 도포라인별로 정량을 토출할 수 있고, 양산 공정에서 작업자에 따른 공정 조건의 변화를 최소화하며, 각 도포라인 별로 토출량을 공정자가 임의로 용이하게 조절할 수 있다.
그리고, 연통유로(112b)의 폭과 깊이가 챔버(111)로 갈수록 넓거나 깊게 되어 있으므로, 각 챔버(111)로 유입되는 소재의 흐름을 원활하게 하고 각 챔버(111)에 소재가 원활하게 수용되어 차게 하고 챔버(111)에서 가이드부(130)의 도포유로(132)를 통해 기판으로 안내되는 소재의 흐름을 원활하게 하여, 기판 상에 소재가 균일하게 도포될 수 있게 한다.
이러한 상태에서 기판이 이동하면, 각 챔버(111)로 공급 소재는 펌프의 펌핑 압력 및 조절밸브에서 조절된 유량으로 각 도포유로(132)를 통하여 기판(P) 방향으로 흘러 각 돌기(136)의 끝에 맺히게 된다. 이때 연속 공급되는 기판(P)이 각 돌기(136)의 하부를 통과하게 되면서 각 돌기(136)에 맺힌 소재가 기판(P) 상에 도포 되어 기판(P)의 소정의 패턴이 명확하게 형성된다.
기판(P)에 도포된 소재(패턴층)은 연속 공급되는 기판에 의하여 이웃한 슬롯 다이(100', 100")로 이동하고, 이웃한 슬롯 다이(100', 100")에서는 경화된 패턴층(T) 위로 또 다른 소재를 도포하게 된다. 도포된 소재는 또다시 돌기(136)에 접하게 되면서 패턴 위에 또 다른 패턴을 반듯하게 형성하게 된다.
이와 같이, 도포된 소재가 돌기(136)에 접하게 되면서 패턴층(T)을 박막 형태로 형성하면서 균일한 두께로 형성할 수 있다.
한편, 도 4에 도시한 가이드부(230) 또한 도 3에 도시한 가이드부(130)와 동일한 작용을 갖는다. 즉, 도포유로(232)를 통하여 챔버(111)의 소재가 돌기(236)에 맺히면 돌기(236)의 하부를 통과하는 기판에 소재가 도포 된다.
이와 같은 슬롯 다이(100)는 태양전지(solar battery)를 구성하는 소재, 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode)를 구성하는 소재, 전자태그(Radio Frequency Identification)를 구성하는 소재를 배출하여 인쇄하는 다양한 공정에 적용될 수 있다. 그리고 본 발명은 슬롯 다이(100)의 적용분야를 한정하지 않는다.
본 발명의 다른 한 실시예에 따른 유기 태양전지의 제조 방법은 상기 슬롯 다이를 이용하여 유기태양전지를 구성하는 적층부를 인쇄하는 단계를 포함한다.
상기 유기태양전지를 구성하는 적층부는 한정되지 않으나, 음극, 광활성층, 전자전달층, 정공전달층, 금속 산화물 박막층, 양극 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 의한 슬롯 다이를 나타내는 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 의한 슬롯 다이의 단면도이며, 도 10은 도 9에서 화살표 C-C선에 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 의한 슬롯 다이(300)는 전면블록(310)과, 후면블록(320) 및 가이드부(330)를 포함한다. 전면블록(310)과 후면블록(320)은 서로 연결되어 가이드부(330)를 고정시키는 기능을 갖는다.
전면블록(310)은 연속 공급되는 기판(P : 도 2에 도시) 상측에 위치하며, 블록 형태로 형성되고 일면이 평평하게 형성된다. 평평한 일면에는 기판에 복수 열로 도포될 수 있는 소재를 수용할 수 있는 복수의 챔버(311)가 전면블록(310)의 길이방향을 따라 형성된다.
각 챔버(311)는 일측이 개방된 사각형 챔버로 되어 있으나 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 각 챔버(311)는 전면블록(310) 상에서 서로 다른 높이로 형성될 수 있는데, 제2실시예에서는 지그재그 형태로 서로 다른 높이로 형성되어 있다. 각 챔버(311)의 크기(폭, 높이 또는 깊이)는 각 도포라인의 소재 도포량 등 다양한 조건에 따라 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.
후면블록(320)은 전면블록(310)의 일면과 마주보며 연결된다. 후면블록(320)에는 가이드부(330)의 후술하는 가이드 구멍을 통해 전면블록(310)의 복수의 챔버(311)에 각각 소재를 주입하도록 복수의 주입유로(321)가 형성된다.
주입유로(321)는 소재가 주입되는 주입구(321a)와, 주입구(321a)에 연통되는 연통유로(321b)로 이루어진다. 주입구(321a)는 후면블록(310)의 상면에서 소재 공급부(도시하지 않음)와 연결되어 소재가 주입할 수 있게 되어 있다. 연통유로(321b)는 가이드부(330)을 통해 챔버(311)와 연통되고 일측이 개방되어 있다. 연통유로(321b)의 끝단 폭은 연통되는 챔버(311)의 폭보다 작게 되어 있으나 동일하게 되어 있을 수도 있다. 연통유로(321b)의 폭은 주입구(321a)에서 각 챔버(311)로 갈수록 넓어진다. 연통유로(321b)의 깊이(파인 깊이)는 주입구(321a)에서 각 챔버(311)로 갈수록 깊어진다.
후면블록(320)은 볼트 따위의 결합 수단으로 전면블록(310)에 분리 가능하게 결합 연결된다. 전면블록(310)과 마주하는 후면블록(320)의 일면은 평평하게 형성된다. 후면블록(320)에는 각 주입유로(321)에 연통하여 가이드부(330)의 후술하는 가이드 구멍을 통해 전면블록(310)의 각 챔버(311)에 안내되는 별도의 각 보조챔버가 형성될 수 있다. 보조챔버는 도포유로를 통해 소재를 기판에 안정적으로 원활하게 공급할 수 있게 한다.
이와 같은 전면블록(310)과 후면블록(320)의 저면은 연속 공급되는 기판(P : 도 2에 도시)의 상면과 마주한다. 이때 전면블록(310)과 후면블록(320)의 저면은 기판(P)의 상면과 소정 간격으로 떨어져 있다.
가이드부(330)는 전면블록(310)과 후면블록(320)의 사이에 위치한다. 이때 가이드부(330)를 기준으로 전면블록(310)은 기판을 공급해주는 방향에 위치하고, 후면블록(320)은 기판(P)을 되감는 방향에 위치한다. 가이드부(330)에는 각 챔버(311)의 공간을 연속 공급되는 기판 방향으로 연통시켜 각 챔버(311)로 유입된 소재가 기판의 각 열로 도포되도록 안내하는 도포유로(332)가 형성된다.
가이드부(330)는 가이드 몸체(331)와 돌출 플레이트(335)로 이루어진다. 가이드 몸체(331)와 돌출 플레이트(335)는 플레이트 형태로 이루어진다. 가이드 몸체(331)는 전면블록(310)에 접하고, 돌출 플레이트(335)는 후면블록(320)에 접한다. 가이드 몸체(331)와 돌출 플레이트(335)에는 후면블록(320)의 각 주입유로(321)에서 전면블록(310)의 각 챔버(311)로 소재를 안내하는 가이드 구멍(333)(337)이 각각 형성된다.
가이드 몸체(331)의 하부에는 각 챔버(311)를 기판 방향으로 연통시키는 각 도포유로(332)가 형성된다. 각 도포유로(332)는 각 도포라인에 따라 상이한 폭(W1)으로 형성될 수 있다. 각 도포유로(332)의 상부측은 각 챔버(311)의 일부분과 중첩되어 있다.
돌출 플레이트(335)는 각 도포유로(332)와 동일선상에 위치하고 기판 방향으로 돌출된 각 돌기(336)를 구비하며, 가이드 몸체(331)에 연결된다. 각 돌기(336)는 전면블록(310) 및 후면블록(320)의 저면보다 기판 방향으로 더 돌출되어 각 도포유로(332)를 따라 흐른 소재가 맺힐 수 있게 된다. 돌기(336)의 폭(W2)은 각 도포유로(332)의 폭(W1)보다 더 넓거나 좁을 수 있다. 돌기(336)의 폭(W2)은 후면블록(320)에서 기판 방향으로 갈수록 점진적으로 넓어지거나 점진적으로 좁아질 수 있다. 돌기(336)의 끝단 폭은 인쇄되는 도포라인의 폭에 맞추어 형성된다.
가이드부(330)는 도 4에 도시된 제1실시예의 가이드부의 다른 예와 유사하게 하나의 플레이트로 이루어질 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 의한 슬롯 다이(300)의 작용은 제1실시예의 슬롯 다이(100)의 작용과 유사하므로 자세한 설명은 생략한다. 다만, 제2실시예에는 주입유로(321)가 후면블록(320)에 형성되어 있으므로, 주입구(321a)를 통해 주입유로(321)에 주입되는 소재는 가이드부(330)의 가이드 구멍(337)(333)을 통해 전면블록(310)의 챔버(311) 내부로 유입된다.
이러한 제2실시예의 슬롯 다이(300)에서는 주입유로의 디자인을 용이하게 할 수 있고, 후면블록에서 주입되는 소재 유동의 완충역활을 하므로 소재를 기판에 안정적으로 공급할 수 있다. 특히 후면블록(320)에 보조챔버가 구비된 구조에서는 도포유로(332)를 통해 소재를 기판에 더욱 안정적으로 원활하게 공급할 수 있게 하는 효과가 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100, 300 : 슬롯 다이 110, 310 : 전면블록
120, 320 : 후면블록 130, 230, 330 : 가이드부
111, 311 : 챔버 112, 321 : 주입유로
131, 331 : 가이드 몸체 132, 232, 332 : 도포유로
135, 335 : 돌출 플레이트 136, 236, 336 : 돌기
333, 337 : 가이드 구멍
P : 소재 T : 패턴층
W1 : 도포유로의 폭 W2 : 돌기의 폭

Claims (18)

  1. 연속 공급되는 기판 상측에 위치하고, 상기 기판에 복수 열로 도포될 수 있는 소재를 수용할 수 있는 복수의 챔버가 형성되며, 상기 복수의 챔버에 각각 소재를 주입하도록 복수의 주입유로가 형성된 전면블록:
    상기 전면블록의 일면과 마주보며 연결되는 후면블록;
    상기 전면블록과 상기 후면블록 사이에 위치하고, 상기 각 챔버에 연통되어 소재가 상기 기판의 각 열로 도포되도록 안내하는 도포유로 및 돌기가 형성된 가이드부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  2. 연속 공급되는 기판 상측에 위치하고, 상기 기판에 복수 열로 도포될 수 있는 소재를 수용할 수 있는 복수의 챔버가 형성된 전면블록;
    상기 전면블록의 일면과 마주보며 연결되고, 상기 복수의 챔버에 각각 소재가 주입하도록 복수의 주입유로가 형성된 후면블록;
    상기 전면블록과 상기 후면블록 사이에 위치하고, 상기 각 챔버에 연통되어 소재가 상기 기판의 각 열로 도포되도록 안내하는 도포유로 및 돌기가 형성된 가이드부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가이드부에는 상기 각 주입유로에서 상기 각 챔버로 소재를 안내하는 가이드 구멍이 형성되는 것을 특징을 하는 슬롯 다이.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 후면블록에는 상기 각 주입유로에 연통하여 상기 전면블록의 상기 각 챔버에 안내되는 별도의 각 보조챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 각 챔버는 상기 전면블록 상에서 서로 다른 높이로 위치되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 각 챔버의 크기(폭, 높이 또는 깊이)는 서로 다른 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 주입유로는 소재가 주입되는 주입구와, 상기 주입구에서 상기 각 챔버에 연통되는 연통유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 연통유로의 끝단 폭은 상기 각 챔버의 폭보다 작거나 동일하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 연통유로의 폭은 상기 주입구에서 상기 각 챔버로 갈수록 넓어지는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 연통유로의 깊이는 상기 주입구에서 상기 각 챔버로 갈수록 깊어지는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 각 챔버를 기판 방향으로 연통시키는 각 도포유로와, 상기 각 도포유로와 동일선상에 위치하고 상기 각 도포유로의 끝단에서 기판 방향으로 돌출되어 상기 각 도포유로를 따라 흐른 소재가 맺힐 수 있는 각 돌기를 포함하며;
    상기 각 돌기는 상기 전면블록 및 상기 후면블록의 저면보다 기판 방향으로 더 돌출되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 각 챔버를 기판 방향으로 연통시키는 각 도포유로가 형성된 가이드 몸체와, 상기 각 도포유로와 동일선상에 위치하고 기판 방향으로 돌출된 각 돌기를 구비하며 상기 가이드 몸체에 연결된 돌출 플레이트를 포함하며;
    상기 각 돌기는 상기 전면블록 및 상기 후면블록의 저면보다 기판 방향으로 더 돌출되어 상기 각 도포유로를 따라 흐른 소재가 맺힐 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 각 도포유로는 서로 상이한 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 각 도포유로의 상부측은 상기 각 챔버의 일부분과 중첩되어 있는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  15. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 돌기의 폭은 상기 도포유로의 폭보다 더 넓거나 좁은 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  16. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 돌기의 폭은 상기 후면블록에서 기판 방향으로 갈수록 점진적으로 넓어지거나 점진적으로 좁아지는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이.
  17. 청구항 1 내지 청구항 4 중의 어느 한 항에 따른 슬롯 다이를 이용하여 유기 태양전지를 구성하는 적층부를 인쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기태양전지의 제조방법.
  18. 청구항 17항에 있어서,
    상기 유기태양전지를 구성하는 상기 적층부는 음극, 광활성층, 전자전달층, 정공전달층, 금속 산화물 박막층, 양극 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기태양전지의 제조방법.
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