JP4980610B2 - 基板及びマスクの整列装置及び整列方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板とマスクに関し、より詳細には、基板とマスクの正確な整列のための整列装置及び整列方法に関する。

一般に、平板ディスプレイの中で一つである電界発光ディスプレイ装置は発光層として使用する物質にしたがって無機電界発光ディスプレイ装置と、有機電界発光ディスプレイ装置に区分され、有機電界発光ディスプレイ装置は低電圧で駆動可能であり、軽量の薄型でありながら視野角が広いだけでなく応答速度もまた速いという長所を具備しているため脚光を浴びている。

このような有機電界発光ディスプレイ装置の有機電界発光素子は、基板上に積層式に形成される陽極、有機物層及び陰極で構成される。前記有機物層は正孔と電子が再結合して励起子を形成して光を放出する有機発光層の有機物層を含み、また正孔と電子を有機発光層に円滑に輸送して発光効率を高めるために前記陰極と有機発光層の間に電子注入層と電子輸送層の有機物層を介在させながら、陽極と有機発光層の間に正孔注入層と電子輸送層の有機物層を介在させる。

上述された構造で構成される有機電界発光素子は、一般的に真空蒸着法、イオンプレイティング法及びスパッタリング法などのような物理気相蒸着法またはガス反応による化学気相蒸着法で製作される。

特に、有機電界発光素子の有機物層を形成するためには、真空チャンバ内で有機物質を蒸発させて形成された有機気相物質を蒸着源から噴射して基板に蒸着させる真空蒸着法が広く使用される。

近年、ディスプレイの大型化に応じて基板の大きさが大型化されており、このような大型基板に有機物層を蒸着するために蒸着源が、真空チャンバ内から垂直上下方向に移動しながら有機気相物質を噴射する蒸着システムが開発された。

このような蒸着システムでは、蒸着源を上下方向に移動させる駆動軸が提供されており、前記駆動軸は駆動手段によって軸回転するようになる。駆動軸の回転によって蒸着源は垂直上下方向に移動する間に有機物質を蒸発させることにより形成される有機気相物質を噴射するようになる。

また、前記蒸着機から噴射された物質が塗布される基板が大面積化されつつ基板の曲がり現象が除去されるように基板とマスクが鉛直（vertical）の状態で整列されるように構成される垂直整列システムが研究されている。

したがって、このような垂直整列システムに適用される蒸着機の精密な移動のための整列装置及び整列装置による整列方法が要求される。

一方、前記従来の基板及びマスクの整列装置及び整列方法に関する技術を記載した文献としては、下記特許文献１等がある。
米国特許第６,９２４,２９６号明細書

したがって、本発明は前記従来の技術の問題を解決するために提案されたもので、その目的は、基板及びマスクの整列正確度によって必要に応じて反復的な基板の再整列が行われるとともに連続的に進入される後続基板とマスクが精密かつ正確な整列がなされるようにした基板及びマスクの整列装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、前記整列装置が利用されて基板とマスクとに表示された標識同士の相互重畳される際の正確度について基板及びマスクの整列誤差が検知されれば、基板とマスクが離隔されて整列誤差が補正され、補正された基板及びマスクの整列が再確認されるようになった基板及びマスクの整列方法を提供することにある。

前記目的を果たすための本発明による基板及びマスクの整列装置は、基板とマスクの剰余部（unused portion）にそれぞれ標識が表示されて構成される標識部と、前記基板とマスクが駆動装置及びステージによって動作されて整列されつつ、重畳された標識を感知するように構成される感知部と、前記感知部のデータが収集・判断されて連続された後続の進行及び再整列のための全工程が繰り返されるように制御する制御部とが具備されて構成されることを特徴とする。

また、前記標識部は基板とマスクの剰余部である枠部位にそれぞれ表示された標識が含まれ、前記標識は同一中心を持つように重畳されれば基板及びマスクの整列のための整合位置になるように表示することが望ましい。

また、前記感知部は基板とマスクに表示された標識が重畳された状態を画像処理するように位置固定された撮影機が含まれて構成されることが望ましい。

また、前記制御部は撮影機から受信された画像データが読取られて基板及びマスクの整列適合及び不適合を判定する読取り機と、この読取り機の結果データによって駆動装置とステージが動作されるように制御する制御機が含まれて構成されることが望ましい。

また、前記制御機は読取り機で整列の不適合が判定されれば基板とマスクが離隔されつつ整列の誤差が補正されるように基板の位置が可変されてマスクと再固着されるように前記基板を動作させる駆動装置とステージが制御されるように構成されることが望ましい。

前記整列装置が利用されてマスクと基板が整列されるように構成される発光素子用基板及びマスクの整列方法において、前記マスクと基板が固着され、マスクと基板の重畳された標識による整列誤差が検知される段階Ｓ１と、前記検知段階で不適合判定されれば基板とマスクが隔離されつつ補正される段階Ｓ２と、前記検知段階Ｓ１で回帰する段階Ｓ３と、前記検知段階Ｓ１で適合判定されればマスクと基板の整列が完了する段階Ｓ４とが含まれて構成されることを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、基板及びマスクの整列正確度が検知されて適合及び不適合判断ができ、不適合判断の時、適する整列がなされるまで基板とマスクが再整列され、常に基板とマスクが正確でありながら精密に整列され、これによって基板及びマスクの整列によって発生される誤謬による完製品の不良率を著しく低減させられるような効果がある。

以下、本発明による基板及びマスクの整列装置及び整列方法を添付された図面を参照して詳しく説明する。

図１は、本発明の好適な実施形態による発光素子用基板及びマスクの整列装置が概略的に図示された側面図であり、図２ａ及び図２ｂは、図１に図示された基板及びトレイの正面図で、図２ｃは図１に図示された基板とトレイの整列標識部位が拡大図示された部分図であり、図３は図１の整列装置が概略的に図示された工程図である。

本発明による発光素子用基板及びマスクの整列装置１００は、立像の基板１０２とマスク１０４の剰余部に標識が表示された標識部１１０と、前記基板１０２がホルダー１０６に固定されて基板１０２が駆動装置１０８などによってマスク１０４と固着すれば、基板１０２とマスク１０４に表示された標識１１２、１１４の重畳可否を撮影する感知部１３０と、この感知部１３０のデータが収集されれば標識１１２、１１４同士の相互重畳される際の正確度が判断されて駆動装置１０とステージ１０９が制御され、基板１０２が微細調整されるように構成される制御部１４０が含まれてなる。

前記感知部１３０は、図１のように撮影機１３２が含まれ、この撮影機１３２は基板１０２とマスク１０４が固着すれば重畳されるように基板１０２とマスク１０４に表示された標識１１２、１１４を撮影する。

ここで、基板１０２とマスク１０４に表示された標識１１０は、図２ａないし図２ｃのように、 基板１０２及びマスク１０４の枠に形成され、基板標識１１２は整列点１１２として約φ０.３mm程度の大きさで形成され、マスク標識１１４は基準点１１４として約φ１mm程度の大きさで形成され、 前記基準点１１４に整列点１１２の位置を計算して基板１０２とマスク１０４の整列誤差を計算するようになる。

勿論、基準点１１４の中心と整列点１１２の中心が一致すれば整列誤差は "０"になる。ここで、整列点と基準点は基板標識とマスク標識とそれぞれ同じ要素を指称する用語であり、単に説明上便宜に付与された用語である。

前記撮影機１３２は、前記駆動装置１０８とステージ１０９の移動とは無関係に固定され、前記基板１０２とマスク１０４の標識１１０が常に画像範囲に存在するように位置される。ここで、前記駆動装置１０８は基板１０２の前後方向の移動を提供し、ステージ１０９は上下左右の整列のための微細調整を提供する部材である。

一方、前記制御部１４０は前記撮影機１３２から受信された画像データが処理されて基板１０２とマスク１０４の整列が適合であるかどうかを判定する読取り機１４２と、この読取り機１４２の結果データによって駆動装置１０８とステージ１０９が動作されるように制御する制御機１４４が含まれて構成される。

前記制御機１４４は、読取り機１４２の結果データによって基板１０２とマスク１０４の整列が不適合と判定されれば、駆動装置１０８によって基板１０２とマスク１０４が離隔されつつステージ１０９によって整列の誤差が補正されて基板１０２の位置が可変され、駆動装置１０８によって補正された位置での基板１０２とマスク１０４が再固着されるようになる。

勿論、基板１０２とマスク１０４が再固着されれば撮影機３２によって画像撮影されて読取り機１４２で読取りされれば、この読取り結果に応じて制御機１４４によって駆動装置１０８とステージ１０９が制御されることにより、基板１０２とマスク１０４の整列が再処理される。

また、前記制御機１４４は読取り機１４２の結果データによって基板１０２とマスク１０４の整列が適合であると判定されれば、以後の後続工程が持続されるように駆動装置１０８が制御される。

このように、基板１０２とマスク１０４の整列が判断されて再整列がなされるようになった整列装置による発光素子用基板及びマスクの整列方法は、図４のような順序図で現わすことができる。

図４のように、発光素子用基板及びマスクの整列方法は、前記基板１０２とマスク１０４がおおよそ３μｍまで近接されて、以前データによって整列される段階、前記基板１０２とマスク１０４が固着して基板１０２とマスク１０４の重畳された標識１１０による整列誤差を検知する段階Ｓ１、前記検事段階で不適合判定されれば基板１０２とマスク１０４が隔離されつつ整列誤差が補正される段階Ｓ２、補正された基板１０４が前記近接段階Ｓ２に回帰される段階Ｓ３、前記検知段階Ｓ１で適合判定されれば基板１０２とマスク１０４の整列が完了する段階Ｓ４が含まれて構成される。

勿論、固着された基板１０２とマスク１０４に後続工程がなされることは当然である。各段階別により詳細に説明する。

前記整列装置１００の駆動装置１０８によって基板１０２とマスク１０４が近接されるように移動され、以前データが入力されたステージ１０９によって基板１０２とマスク１０４が整列される。

このような基板１０２とマスク１０４の整列には、基準点１１４と整列点１１２の重畳を並行するようになり、この基準点１１４と整列点１１２を撮影機１３２で撮影し、基板１０２とマスク１０４の整列誤差を読取り機１４２で検知するようになる。

前記読取り機１４２による整列が不適合判定されれば、駆動装置１０８によって基板１０２とマスク１０４が離隔され、ステージ１０９によって整列誤差が補正されるように基板１０２の位置が可変される。

このように、前記マスク１０４と離隔されて補正された基板１０２がおおよそ３umに近接される段階に回帰するようになる。

一方、以前データによる基板１０２とマスク１０４の整列及び補正による基板１０２とマスク１０４の整列が適合判定されれば、基板１０２とマスク１０４の整列が完了し、固着した基板１０２とマスク１０４に後続工程が実行される。

本発明は添付された図面に図示された実施形態を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということを理解することができる。

図１は、本発明の好適な実施形態による発光素子用基板及びマスクの整列装置が概略的に図示された側面図である。 図２ａは、図１に図示された基板及びトレイの正面図で、基板とトレイの整列標識部位が拡大図示された部分図である。 図２ｂは、図１に図示された基板及びトレイの正面図で、基板とトレイの整列標識部位が拡大図示された部分図である。 図２ｃは、図１に図示された基板及びトレイの正面図で、基板とトレイの整列標識部位が拡大図示された部分図である。 図３は、図１の整列装置が概略的に図示された工程図である。 図４は、図１の整列装置が利用された基板及びマスクの整列方法が概略的に図示された順序図である。

符号の説明

１００ 整列装置
１１２ 整列点
１１４ 基準点
１３０ 感知部
１３２ 撮影機
１４０ 制御部
１４２ 読み取り機
１４４ 制御機

Claims (5)

1. 基板とマスクが鉛直（vertical）の状態で整列されるように構成される垂直配列システムにおいて、
   基板余剰部とマスク余剰部の、一方側の左右各側部に、それぞれ一対ずつ設けられ、かつこれら基板余剰部とマスク余剰部の、反対側に位置する他方側の左右各側部に、それぞれ一対ずつ設けられる標識部と;
   前記基板とマスクが駆動装置及びステージによって動作されて整列されつつ、重畳された標識を、前記基板余剰部とマスク余剰部の、左右の各側部にて感知するように構成される感知部と;
   連続的に進入される後続基板とマスクの前記感知部のデータが収集・判断されて、
   基板とマスクの整列が適合であると判定されれば、以後の蒸着のための連続された後続工程の進行、
   及び不適合と判定されれば、マスクと基板の重畳された際の整列誤差が検知される段階Ｓ１と；
   基板とマスクが隔離されつつ補正される段階Ｓ２と；
   前記検知段階Ｓ１に回帰する段階Ｓ３と；
   前記検知段階Ｓ１で適合判定されればマスクと基板の整列が完了する段階Ｓ４と；が含まれて再整列のための全工程が繰り返されるように制御する制御部と;が具備され、
   前記制御部は、
   感知部の撮影機から受信された画像データが読取られて基板及びマスクの整列適合及び不適合を判定する読取り機と；
   前記読取り機の結果データによって、基板の前後方向の移動を提供する駆動装置と上下左右の整列のための微細調整を提供するステージが動作されるように制御する制御機とが含まれて構成され、
   前記制御機は、読取り機で整列の不適合が判定されれば、基板とマスクが離隔されつつ整列の誤差が補正されるように基板の位置が可変され、マスクと再固着されるように前記基板を動作させる駆動装置とステージが制御されるように構成されることを特徴とする基板及びマスクの整列装置。
2. 前記標識部は、
   基板とマスクの剰余部である枠部位にそれぞれ表示された標識が含まれ、
   前記標識は同一中心を持つように重畳されるときに基板及びマスクの整列のための整合位置になるように表示されることを特徴とする請求項１に記載の基板及びマスクの整列装置。
3. 前記感知部は、
   基板とマスクに表示された標識が重畳された状態を画像処理する撮影機が含まれて構成されることを特徴とする請求項２に記載の基板及びマスクの整列装置。
4. 前記感知部の撮影機は、
   トレイとマスクの標識が画像範囲に存在するように固定されたことを特徴とする請求項３に記載の基板及びマスクの整列装置。
5. 請求項１に記載の整列装置が利用されてマスクと基板が整列されるように構成される発光素子用基板及びマスクの整列方法において、
   基板余剰部とマスク余剰部の、一方側の左右各側部にそれぞれ一対ずつ設けられ、かつこれら基板余剰部とマスク余剰部の、反対側に位置する他方側の左右各側部にそれぞれ一対ずつ設けられた標識により、マスクと基板の重畳された際の整列誤差が検知される段階Ｓ１と；
   前記検知段階で不適合判定されれば基板とマスクが隔離されつつ補正される段階Ｓ２と；
   前記検知段階Ｓ１に回帰する段階Ｓ３と；
   前記検知段階Ｓ１で適合判定されればマスクと基板の整列が完了する段階Ｓ４と;
   が含まれて構成されることを特徴とする基板及びマスクの整列方法。

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