KR101107503B1 - 고온에서 사용 가능한 솔레노이드 밸브 및 이를 포함하는원료공급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온에서 사용가능한 솔레노이드 밸브와 이를 포함하는 원료공급시스템을 개시한다. 본 발명의 솔레노이드 밸브는, 유체입구와 유체출구를 가지는 하우징; 상기 하우징의 외부에 감기는 코일; 상기 하우징의 내부에 위치하되 적어도 일부가 상기 코일의 권선 내부에 삽입되며, 상기 코일에서 발생하는 전자기력에 의해 이동하면서 상기 유체출구를 개폐하는 플런저; 상기 하우징과 상기 코일의 사이에 설치되는 온도유지수단을 포함한다.

본 발명에 따르면, 단열재와 냉각블록을 이용하여 솔레노이드 밸브의 코일을 고온환경으로부터 보호할 수 있다. 따라서 솔레노이드 밸브의 하우징에 가열용 히터를 설치하는 것이 가능하며, 이를 통해 기화된 원료물질이 밸브의 내부에서 재결정되는 현상을 방지하고 안정적인 원료공급이 가능해진다.

솔레노이드 밸브, OLED,

Description

고온에서 사용 가능한 솔레노이드 밸브 및 이를 포함하는 원료공급시스템{Solenoid valve which can be used in high temperature, and source providing system comprising the same}

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 구체적으로는 고온에서도 손상없이 사용할 수 있는 솔레노이드 밸브와 이를 포함하는 원료공급시스템에 관한 것이다.

평판디스플레이 중에서 많이 사용되는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display)는 가볍고 전력소모가 적은 장점이 있으나, 자체 발광소자가 아니고 수광소자이기 때문에 밝기, 콘트라스트(contrast), 시야각, 그리고 대면적화 등에 일정한 한계를 가진다.

이러한 단점들을 극복할 수 있는 대안으로 모색되고 있는 것이 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode Device, OLED)를 이용하는 평판디스플레이로서, 유기발광다이오드소자는 자체 발광형이어서 액정표시장치에 비해 시야각, 콘 트라스트 등이 우수하고, 백라이트가 필요하지 않기 때문에 보다 가볍고 얇게 제작하는 것이 가능하며, 소비전력 측면에서도 유리한 장점을 가진다.

특히, 액정표시장치나 PDP(Plasma Display Panel)와는 달리 유기발광다이오드소자는 증착 및 봉지(encapsulation) 공정이 전부라고 할 수 있기 때문에 제조공정도 상대적으로 단순하다는 장점이 있다.

도 1은 유기발광다이오드소자(10)의 단면구조를 단순화하여 도시한 것으로서, 애노드(11)와 캐소드(15)의 사이에 유기화합물로 이루어진 정공수송층(12), 유기발광층(13) 및 전자수송층(14)이 순차적으로 형성되며, 통상적으로 애노드(11)에는 ITO(indiun-tin-oxide)가 이용되고, 캐소드(15)에는 Al이 이용된다.

이와 같은 유기발광다이오드소자(10)에서 애노드(11) 및 캐소드(15) 사이에 전압을 인가하면, 애노드(11)로부터 주입된 정공이 정공수송층(12)을 경유하여 유기발광층(13)으로 이동하고, 전자가 캐소드(15)로부터 전자수송층(14)을 경유하여 유기발광층(13)으로 주입되므로, 유기발광층(13) 영역에서 전자와 정공이 재결합하여 중성의 엑시톤(exciton)이 형성된다.

이러한 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변화되면서 유기발광층(13)의 분자가 발광하게 되어 화상을 형성하게 되는 것이다.

유기발광층은 적(R),녹(G),청(B)의 색상을 표현하는 영역으로서, 일반적으로는 각 화소마다 적,녹,청색을 발광하는 별도의 유기물질을 증착하여 사용한다. 현재 유기발광다이오드소자의 제조에 사용되는 유기물질에는 Alq3, CuPc, TDP, NPB 등이 있으며, 다양한 도펀트(dopant)를 사용하여 색상을 표현한다.

한편, 이들 유기물질을 기판에 증착하기 위해서는 고체상태의 유기물질을 기화(증발)시켜야 하는데, 증착방법은 하향식과 상향식으로 대별된다.

하향식 증착방법은 챔버의 내부에 유기물질이 담긴 기화기를 설치하고 기화기의 상부에 기판을 위치시키는 방식으로, 기화기에서 기화된 유기물질이 확산하여 기판의 하면에 증착되는 방식이다.

상향식 증착방법은 기판안치대의 상부에 회전형 인젝터를 설치하되, 회전형 인젝터의 내부에 기화용 히터를 설치함으로써 고체상태로 공급된 유기물질이 회전형 인젝터의 내부에서 유동하는 도중에 기화되어 챔버내부로 분사되도록 하는 방식이다.

그런데 이 방식은 회전형인젝터의 내부에 기화기가 설치되어야 하므로 기화기의 구성이 너무 복잡하고, 유지보수면에서 불리하다는 단점이 있다.

따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 진공챔버(10)의 외부에 유기물질을 기화시키는 기화기(20)를 설치하고, 기화된 유기물질을 원료공급관(40)을 통해 진공챔버 내부의 회전형 인젝터(14)로 공급하여 기판안치대(12)에 안치된 기판(s)의 상부에 분사하는 방식에 대한 연구도 계속 진행되고 있다.

그런데 이 방식을 적용하기 위해서는 기화된 유기물질의 재결정을 방지하기 위하여 원료공급관(40)의 주변에 히터(40)를 설치하여 유기물질의 온도를 약350도 이상으로 유지시켜주어야 하고, 원료공급관(40)에는 유체의 유동을 온/오프 제어하 는 밸브를 설치하여야 한다. 그런데 상용화된 밸브중에는 이 정도 고온에서 정상적으로 작동하는 것이 없다는 문제점이 있다.

일반적으로 기판처리장치의 원료공급관(40)에는 도 3에 도시된 바와 같은 형태의 솔레노이드 밸브(30)가 많이 사용된다.

솔레노이드 밸브(30)는 내부공간(32)과 연통되는 유체입구(36)와 유체출구(37)를 구비하는 하우징(31), 하우징(31)의 외부에 감기는 코일(33), 상기 하우징(31)의 내부에 위치하되 적어도 일부가 상기 코일(33)의 권선내부에 위치하며 상기 코일(33)에 의해 발생한 전자기력에 의해 이동하면서 그 일단이 상기 유체출구(37)를 개폐하는 플런저(34), 상기 플런저(34)에 복원력을 제공하기 위해 상기 하우징(31)의 내부에 설치되는 스프링(35) 등을 포함하여 구성된다.

그런데 코일(33)의 피복은 약250도 정도에서 녹아버리기 때문에, 도 2와 같은 원료공급시스템에 솔레노이드 밸브(30)를 사용하기 위해서는 솔레노이드 밸브(30)의 부근에서 의도적으로 유기물질의 온도를 낮추어야 하는데, 이로 인해 유기물질의 재결정이 초래되기 때문에 적용하는데 어려움이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고온에서도 손상없이 사용할 수 있는 솔레노이드 밸브를 제공함으로써 진공챔버의 외부에서 기화된 원료물질을 챔버 내부로 안정적으로 공급하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 유체입구와 유체출구를 가지는 하우징; 상기 하우징의 외부에 감기는 코일; 상기 하우징의 내부에 위치하되 적어도 일부가 상기 코일의 권선 내부에 삽입되며, 상기 코일에서 발생하는 전자기력에 의해 이동하면서 상기 유체출구를 개폐하는 플런저; 상기 하우징과 상기 코일의 사이에 설치되는 온도유지수단을 포함하는 솔레노이드 밸브를 제공한다.

상기 솔레노이드 밸브에서 상기 온도유지수단은 단열재인 것을 특징으로 할 수 있다. 이때 상기 단열재와 상기 코일의 사이에는 냉각수단이 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 온도유지수단은 내부에 냉매유로를 가지는 냉각블록인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명은, 내부에 기판을 안치하여 처리하는 진공챔버 원료물질을 기화시키는 기화기; 상기 기화기에서 기화된 원료물질을 상기 진공챔버의 내부까지 공급하는 원료공급관; 상기 원료공급관의 주변에 설치되는 제1가열수단; 상기 원료공급관의 도중에 설치되어 상기 원료물질의 유동을 제어하기 위해 설치되는 것으로서, 유체입구와 유체출구를 가지는 하우징, 상기 하우징의 외부에 감기는 코일, 상기 하우징의 내부에 위치하되 적어도 일부가 상기 코일의 권선 내부에 삽입되며, 상기 코일에서 발생하는 전자기력에 의해 이동하면서 상기 유체출구를 개폐하는 플런저, 상기 하우징과 상기 코일의 사이에 설치되는 온도유지수단을 포함하는 솔레 노이드 밸브; 상기 솔레노이드 밸브의 상기 하우징의 외부에서 상기 코일이 감기지 않는 영역에 설치되는 제2가열수단을 포함하는 원료공급시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 단열재와 냉각블록을 이용하여 솔레노이드 밸브의 코일을 고온으로부터 보호할 수 있다. 따라서 솔레노이드 밸브의 하우징에 가열용 히터를 설치하는 것이 가능하며, 이를 통해 기화된 원료물질이 밸브의 내부에서 재결정되는 현상을 방지하고 안정적인 원료공급이 가능해진다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저 고온환경에서 안정적으로 사용할 수 있는 솔레노이드 밸브에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른솔레노이드 밸브는 도 4의 개략 단면도에 도시된 바와 같이, 내부공간(120)과 연통되는 유체입구(181)와 유체출구(182)를 구비하는 하우징(110), 상기 하우징(110)의 외부에 감기는 코일(130), 상기 하우징(110)의 내부에 위치하며 적어도 일부가 상기 코일(130)의 권선내부에 위치하여 상기 코일(130)에 의한 전자기력에 의해 이동하면서 그 일단이 상기 유체출구(182)를 개폐하는 플런저(140), 상기플런저(140)에 복원력을 제공하기 위해 상기 하우징(110)의 내부에 설치되는 스프링(150)을 포함한다.

또한 본 발명의 실시예에서는 솔레노이드 밸브(100)의 코일(130)을 고온환경으로부터 보호하기 위해 코일(130)이 감기는 하우징(110)의 외측면에 온도유지수단을 설치한다.

상기 온도유지수단은 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같은 단열재(160)일 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 내부에 냉매유로를 가지는 냉각블록(170)일 수도 있다.

또한 단열재(160) 또는 냉매블록(170)만으로 단열이 충분히 이루어지지 않는 경우를 대비하여 도 6에 도시된 바와 같이 단열재(160)와 냉각블록(170)을 함께 설치할 수도 있다. 이 경우에는 단열재(160)와 코일(130)의 사이에 냉각블록(170)을 설치하는 것이 바람직하다.

또한 하우징(110)의 주위에 냉각블록(170)을 설치하면, 그로 인해 하우징(110)의 내부에서 원료물질의 재결정이 발생할 수도 있으므로 가급적 하우징(110)의 외측에는 단열재(160)를 먼저 설치하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 솔레노이드 밸브(100)를 이용하면, 원료공급시스템을 나타낸 도 7에 도시된 바와 같이 원료공급관(40)뿐만 아니라 솔레노이드 밸브(100)의 외측면에도 히팅코일(60) 또는 램프히터 등의 가열수단을 설치할 수 있다.

따라서 기화기(20)에서 기화된 원료물질이 원료공급관(40) 및 솔레노이드 밸브(100)의 내부를 유동하는 동안에도 항상 기화온도 이상을 유지할 수 있기 때문에 원료물질이 도중에 재결정화되지 않고 안정적으로 공급될 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니어서 다양하게 변형 내지 수정되어 실시될 수 있다. 그리고 이와 같이 변형 또는 수정된 발명의 실시가 후술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 포함하는 것이라면 본 발명의 범위에 속하게 됨은 당연하다.

도 1은 OLED의 개략 구성도

도 2는 종래 OLED 제조를 위한 기판처리장치의 개략 구성도

도 3은 일반적인 솔레노이드 밸브의 개략 단면도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 개략 단면도

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 개략 단면도

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 개략 단면도

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 원료공급시스템의 구성도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100: 솔레노이드 밸브 110: 하우징

120: 내부공간 130: 코일

140: 플런저 150: 스프링

160: 단열재 170: 냉각블록

181: 유체입구 182: 유체출구

Claims (10)

1. 유체입구와 유체출구를 가지는 하우징;

   상기 하우징의 외부에 감기는 코일;

   상기 하우징의 내부에 위치하되 적어도 일부가 상기 코일의 권선 내부에 삽입되며, 상기 코일에서 발생하는 전자기력에 의해 이동하면서 상기 유체출구를 개폐하는 플런저;

   상기 하우징과 상기 코일의 사이에 설치되는 온도유지수단; 및

   상기 온도유지수단과 상기 코일의 사이에 설치되는 냉각수단;

   을 포함하는 솔레노이드 밸브
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 온도유지수단은 단열재인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브
4. 삭제
5. 내부에 기판을 안치하여 처리하는 진공챔버;

   원료물질을 기화시키는 기화기;

   상기 기화기에서 기화된 원료물질을 상기 진공챔버의 내부까지 공급하는 원료공급관;

   상기 원료공급관의 주변에 설치되는 제1가열수단;

   상기 원료공급관의 도중에 설치되어 상기 원료물질의 유동을 제어하기 위해 설치되는 것으로서,

   유체입구와 유체출구를 가지는 하우징과,

   상기 하우징의 외부에 감기는 코일과,

   상기 하우징의 내부에 위치하되 적어도 일부가 상기 코일의 권선 내부에 삽입되며, 상기 코일에서 발생하는 전자기력에 의해 이동하면서 상기 유체출구를 개폐하는 플런저와,

   상기 하우징과 상기 코일의 사이에 설치되는 온도유지수단과,

   상기 온도유지수단과 상기 코일의 사이에 설치되는 냉각수단을 포함하는 솔레노이드 밸브; 및

   상기 솔레노이드 밸브의 상기 하우징의 외부에서 상기 코일이 감기지 않는 영역에 설치되는 제2가열수단;

   을 포함하는 원료공급시스템
6. 제5항에 있어서,

   상기 제1가열수단 및 제2가열수단은 히팅코일 또는 램프히터인 것을 특징으로 하는 원료공급시스템
7. 제5항에 있어서,

   상기 솔레노이드 밸브의 상기 온도유지수단은 단열재인 것을 특징으로 하는 원료공급시스템
8. 제7항에 있어서,

   상기 솔레노이드 밸브의 상기 단열재와 상기 코일의 사이에는 상기 냉각수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 원료공급시스템
9. 제5항에 있어서,

   상기 솔레노이드 밸브의 상기 온도유지수단은 내부에 냉매유로를 가지는 냉각블록인 것을 특징으로 하는 원료공급시스템
10. 유체입구와 유체출구를 가지는 하우징;

    상기 하우징의 외부에 감기는 코일;

    상기 하우징의 내부에 위치하되 적어도 일부가 상기 코일의 권선 내부에 삽입되며, 상기 코일에서 발생하는 전자기력에 의해 이동하면서 상기 유체출구를 개폐하는 플런저;

    상기 하우징과 상기 코일의 사이에 설치되고, 내부에 냉매유로를 가지는 냉각불록을 포함하는 온도유지수단;

    을 포함하는 솔레노이드 밸브

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