KR100659114B1 - 봉지 장치 및 봉지 방법 - Google Patents

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KR100659114B1
KR100659114B1 KR1020050120914A KR20050120914A KR100659114B1 KR 100659114 B1 KR100659114 B1 KR 100659114B1 KR 1020050120914 A KR1020050120914 A KR 1020050120914A KR 20050120914 A KR20050120914 A KR 20050120914A KR 100659114 B1 KR100659114 B1 KR 100659114B1
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이호석
이종우
정원웅
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 포토 마스크에 대하여 봉지 기판을 정밀하게 정렬하여 유기 발광 디스플레이 장치의 밀봉 결합 공정의 성능을 향상하기 위하여, 스테이지; 상기 스테이지상에 위치하며, 상기 스테이지면 상의 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동하는 제1 및 제2 이동수단; 및 영상촬영장치를 구비하는 봉지 장치 및 상기 봉지 장치를 이용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 밀봉 결합하는 봉지 방법을 제공한다.

Description

봉지 장치 및 봉지 방법{Encapsulation apparatus and method of encapsulation using the same}
도 1 은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 봉지 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 봉지기판의 정렬 방법을 순서대로 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 *
1: 스테이지(stage) 2: 구동수단
5a,5b,5c: 제1 이동수단 6a,6b,6c: 제2 이동수단
10: 포토 마스크(photo mask) 10a: 제2 정렬 표시
11: 흡습재 20: 봉지 기판
20a: 제1 정렬 표시 25: 접착제
30: 기판 30a: 유기 EL 패턴
40: 진공흡착장치
본 발명은 봉지 장치 및 봉지 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 유기 발광 디스플레이 장치의 봉지기판과 포토 마스크를 더욱 정밀하게 정렬하는 봉지 장치 및 봉지 방법에 관한 것이다.
유기 발광 디스플레이 장치는 음극과 양극 사이에 발광층이 개재되어 구성되며, 유기 EL(electroluminescence)은 발광층에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하고 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상을 이용하는 평판 디스플레이 장치이다.
유기 발광 디스플레이 장치에 있어서, 발광층 등의 유기 소재는 수분과 산소에 매우 취약하여 진공이나 불활성 기체내에서 유기 EL 기판에 봉지기판으로 밀봉성 결합을 하여 신뢰성과 수명을 향상시킨다. 이러한 유기 EL 기판과 봉지기판의 접착은 UV 경화제가 포함된 접착제를 사용하며, 접착제를 경화시키기 위하여 유기 EL 기판의 발광층 영역을 제외한 영역에 선택적으로 자외선을 조사하기 위하여 포토 마스크가 사용된다. 따라서, 유기 EL 기판과 봉지기판 및 포토 마스크는 서로 정확하게 정렬되어야 한다.
이러한 정렬을 정확하게 하기 위한 방법으로 대한민국 공개 특허공보 제 2003-0087132호에는 디스플레이 패널의 봉지 장치가 개시되어 있다. 상기 봉지 장치는 디스펜싱 고정틀, 상기 디스펜싱 고정틀의 장입홈에 끼워 맞춰지며 가압수단을 구비하는 봉지판 가압틀, 상기 봉지판 가압틀 상부에 위치하며 상기 가압수단에 대응하는 봉지판과 상기 봉지판에 도포된 접착제에 의해 접착되는 디스플레이 패널이 순차적으로 위치하는 봉지판 위치틀, 및 상기 봉지판 위치틀 상부에 위치하며 디스플레이 패널의 비발광영역으로 빛을 투과시키는 포토 마스크가 장착된 포토 마스크틀을 포함한다. 상기 봉지 장치는 디스펜싱 고정틀의 장입홈에 봉지판 가압틀이 끼워 맞춰지고, 봉지판이 봉지판 위치틀의 개구에 끼워 맞춰지고, 디스플레이 패널이 봉지판 위치틀의 장입홈에 끼워 맞춰지며, 포토 마스크가 포토 마스크틀의 개구에 끼워 맞춰지며, 봉지판 가압틀, 상기 봉지판 위치틀 및 상기 포토 마스크틀은 봉지판 가압틀에 돌출된 가이드봉에 의해 서로 끼워 맞춰져 있다. 따라서, 봉지판과 디스플레이 패널 및 포토 마스크가 정렬되어 고정된 상태로 봉지 공정을 수행한다.
그러나, 상기 개시된 발명에서 가공 공차등에 의하여 봉지판, 디스플레이 패널 또는 포토 마스크의 크기가 균일하지 않을 경우 서로 끼워 맞춰진 상태에서 움직일 수 있다. 따라서, 정렬이 정확히 되지 않을 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 스테이지 상에 설치되며 포토 마스크에 대하여 봉지 기판을 정렬시킬 수 있도록 각각 독립적으로 구동되는 제1 및 제2 이동수단 및 영상촬영장치를 구비하는 봉지 장치 및 봉지 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
위와 같은 목적 및 그 밖의 여러 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스테이지; 및 상기 스테이지 상에 위치하며, 상기 스테이지면 상의 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동하여 봉지 기판을 이동시키는 복수의 제1 이동수단 및 복수의 제2 이동 수단을 구비하는 봉지 장치를 제공한다.
여기서, 상기 제1 및 제2 이동수단은 상기 스테이지면에 수직한 방향으로 설치된 이동핀 및 상기 이동핀을 구동시키는 구동수단을 구비하는 것이 바람직하며, 상기 제1 이동수단은 상기 봉지기판의 일측면측 및 상기 일측면측과 맞닿은 다른 일측면측에 위치하며, 상기 제2 이동수단은 상기 제1 이동수단이 위치하지 않는 상기 봉지기판의 다른 두개의 측면측에 위치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 봉지 장치는 기판을 상기 봉지 기판상에 정렬하여 위치시키기 위한 진공흡착장치; 및 상기 봉지 기판, 포토 마스크 및 기판에 각각 새겨진 정렬 표시를 인식하는 영상촬영장치를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 본 발명은 스테이지상에 올려진 포토 마스크 위에 봉지 기판을 배치시키는 단계; 스테이지상에 형성된 제1 이동수단은 고정시키고, 제2 이동수단으로 상기 봉지 기판을 상기 제1 이동수단에 밀착시킴으로써 상기 봉지 기판을 상기 포토 마스크에 예비 정렬시키는 단계; 상기 봉지 기판 및 상기 포토 마스크에 새겨진 각 정렬 표시의 일치 여부를 체크하는 단계; 및 상기 제1 이동수단 또는 제2 이동수단을 이용하여 상기 정렬 표시를 일치시키기 위하여 상기 봉지 기판을 이동시키는 단계;를 구비하는 봉지 방법을 제공한다.
상기 체크 단계에 있어서, 각 정렬 표시의 일치 여부는 영상촬영장치에 의하여 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 기판을 위치시키는 단계는, 상기 기판을 진공흡착장치에 의하여 흡착하고, 상기 기판과 상기 봉지 기판의 각각에 새겨진 정렬 표시를 영상촬영 장치에 의하여 일치시킨 후 상기 기판을 상기 봉지 기판상에 정렬한다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 봉지 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도면을 참조하면, 중앙에 개구가 형성된 스테이지(1)상에 자외선을 차단하는 패턴이 형성된 포토 마스크(10)가 놓여져 있고, 포토 마스크(10) 위에는 흡습재(11)를 포함하는 봉지 기판(20)이 배치되어 있다. 포토 마스크(10) 주변의 스테이지(1)에는 제1 이동수단 및 제2 이동수단(6a,6b,6c)이 구비되어 있다.
제1 이동수단(5a,5b,5c) 및 제2 이동수단(6a,6b,6c)의 배치를 도 2a를 참조하여 설명하면, 봉지 기판(20)의 좌측면 주변 및 하측면 주변에는 제1 이동수단(5a,5b,5c)이 배치되고, 봉지 기판(20)의 우측면 주변 및 상측면 주변에는 제2 이동수단(6a,6b,6c)이 배치되는데, 상기 배치된 것과 반대로 배치되어도 무방하다. 제1 이동수단(5a,5b,5c) 및 제2 이동수단(6a,6b,6c)은 스테이지면(1) 상에서 봉지 기판(20)을 포토 마스크(10)에 대하여 X축Y축으로 직선 이동 및 회전 이동을 시키는 역할을 한다. 이를 위하여, 제1 이동수단(5a,5b,5c)의 경우 좌측면에는 최소한 1개, 하측면에는 최소한 2개의 이동수단이 배치되어야 한다.
이와 마찬가지로, 제 2 이동수단(6a,6b,6c)의 경우 우측면에는 최소한 1개, 상측면에는 최소한 2개의 이동수단이 배치되어야 한다. 물론 제1 이동수단(5a,5b,5c)의 경우, 좌측면에 최소한 2개, 하측면에 최소한 1개의 이동수단이 배치되고, 제2 이동수단(6a,6b,6c)의 경우, 우측면에 최소한 2개, 상측면에 최소한 1개 의 이동수단이 배치되어도 무방하다.
제1 이동수단(5a,5b,5c) 및 제2 이동수단(6a,6b,6c)의 각 이동수단은 스테이지(1) 면에 수직한 방향으로 형성되어 봉지 기판(20)을 이동시키는 이동핀(5a) 및 상기 이동핀을 구동시키는 구동수단(2)을 구비한다. 제1 이동수단(5a,5b,5c) 및 제2 이동수단(6a,6b,6c)의 각 이동수단은 리니어 모터와 같은 구동수단(2)에 의하여 서로 독립적으로 구동되며, 각각 스테이지(1)면에 평행한 일방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 왕복 운동이 가능하다. 예를 들면, 봉지 기판(20)의 좌측면에 위치하는 제1 이동수단(5a)은 X축 방향으로 직선 운동이 가능하며, 봉지 기판(20)의 하측면에 위치하는 제1 이동수단(5b,5c)은 Y축 방향으로 직선 운동이 가능하다. 제2 이동수단(6a,6b,6c)도 이와 마찬가지이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 봉지 장치가 포토 마스크(10)에 대하여 봉지 기판(20)을 정렬하는 방법을 설명한다. 도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 봉지 기판(20)의 정렬 방법을 순서대로 보여주는 도면이다.
도면을 참조하면, 먼저 스테이지(1)에 포토 마스크(10)를 올려 놓는다. 그리고 나서 봉지 기판(20)을 포토 마스크(10) 위에 배치시킨다.(도 2a) 제1 이동수단(5a,5b,5c)은 고정시킨 채 제2 이동수단(6a,6b,6c)을 각각 Y축의 반대 방향 및 X축의 반대 방향으로 이동시켜 봉지 기판(20)을 3개의 제1 이동수단(5a,5b,5c)에 각각 밀착시킨다.(도 2b)
밀착이 완료되면, CCD 카메라와 같은 영상촬영장치(미도시)를 이용하여 봉지 기판(20)과 포토 마스크(10)상에 각각 새겨진 제1 정렬 표시(20a) 및 제2 정렬 표시(20b)가 일치되었는지 여부를 체크한다. 만약, 정렬 표시들(20a,20b)이 일치한다면 추가적인 정렬 공정은 불필요하며, 일치하지 않는 다면 제1 이동수단(5a,5b,5c) 또는 제2 이동수단(6a,6b,6c)으로 봉지 기판(20)을 불일치하는 거리만큼 보정하도록 이동시켜야 한다. 이 때, 제1 및 제2 정렬 표시(20a,10a)의 상호 위치에 따라서 제1 이동수단(5a,5b,5c)을 구동시켜야 하는지 제2 이동수단(6a,6b,6c)을 구동시켜야 하는지 결정된다. 예를 들면, 도 2c에 도시된 바와 같이 봉지 기판(20)에 새겨진 제1 정렬 표시(20a)가 포토 마스크(10)에 새겨진 제2 정렬 표시(10a)보다 왼쪽 아래에 위치하는 경우, 제1 이동수단(5a,5b,5c) 즉, 봉지 기판(20)의 좌측면에 있는 제1 이동수단(5a)과 하측면에 있는 제1 이동수단(5b,5c)을 각각 왼쪽(X축 반대방향)과 위쪽(Y축 방향)으로 구동시켜야 한다. 이를 위하여 먼저 봉지 기판(20)의 상측면에 있는 제2 이동수단(6b,6c)과 우측면에 있는 제2 이동수단(6a)을 각각 위쪽(Y축 방향)과 오른쪽(X축 방향)으로 구동시킨다.(도 2c)
그럼으로써, 제1 이동수단(5a,5b,5c)의 구동으로 인한 봉지 기판(20)이 오른쪽 위로 이동할 수 있는 여유가 발생한다. 그 후, 봉지 기판(20)의 좌측면에 있는 제1 이동수단(5a)은 오른쪽(X축 방향)으로 구동시키고, 하측면에 있는 제1 이동수단(5b,5c)은 위쪽(Y축 방향)으로 구동시킨다.(도 2d) 그 결과, 도 2e에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 정렬 표시(20a,10a)를 일치시킬 수 있다. 제1 및 제2 정렬 표시(20a,10a)가 일치하면 이를 봉지 공정 중 계속 고정되도록 제2 이동수단(6a,6b,6c)을 구동하여 봉지 기판(20)에 밀착시킨다.(도 2e) 이와 같은 방법으로 봉지 기판(20)과 포토 마스크(10) 사이의 정렬 정밀도를 크게 향상시킬 수 있다.
이 후, 유기 EL이 형성된 유기 EL 기판(30)을 봉지 기판(20)에 정렬하여 배치시키게 된다. 이하에서는 이 과정을 간단히 설명한다. 도 1을 참조하면, 유기 EL 기판(30)을 진공흡착장치(40)에 의하여 흡착한 후, 별도의 구동장치(미도시)에 의하여 흡착된 유기 EL 기판(30)을 봉지 기판(20)에 정렬하여 배치시킨다. 이 때, 상기 별도의 구동장치는 스테이지(1)면에 수직한 방향으로의 수직 운동 뿐만 아니라 스테이지(1)면의 2차원 평면상에서 회전 및 X축, Y축 방향으로 운동이 가능하다.
상기 별도의 구동장치에 의하여 유기 EL 기판(30)을 봉지 기판(20)에 올려 놓은 후, 영상촬영장치(미도시)에 의하여 봉지 기판(20) 및 유기 EL 기판(30)에 각각 새겨진 제1 정렬 표시(20a) 및 제3 정렬 표시(미도시)의 일치 여부를 체크한다. 불일치하는 경우에는 그 차이에 해당하는 만큼 상기 별도의 구동장치를 구동시켜 정확히 정렬시킬 수 있다.
이상과 같은 방법으로 포토 마스크(10), 봉지 기판(20) 및 유기 EL 기판(30)은 서로 정확히 정렬되어 밀착된다. 이제 봉지 기판(20)을 유기 EL 기판(30)에 접착제(25)를 이용하여 접착시키는데, 접착제(25)에는 UV 경화제가 포함되어 있으므로 유기 EL 기판(30)의 발광층(30a) 영역을 제외한 영역 중 접착제(25)가 도포된 부분에만 선택적으로 자외선을 투과시키도록 패턴이 형성된 포토 마스크(10)로 아래에서 자외선(UV)을 쬐여준다. 그러면, 접착제(25)가 경화되어 봉지 기판(20)과 유기 EL 기판(30)이 단단히 결합된다.
상기 설명한 실시예에서 기판(30)은 투명한 유리나 플라스틱이 사용될 수 있으며, 유기 EL 기판(30)은 능동형 유기 발광 디스플레이 장치(AMOLED)에 사용되도록 기판이 발광층을 포함하는 유기 발광 소자(30a)와 유기 박막 트랜지스터(TFT)(미도시)를 구비하고 있을 수도 있고, 이와 달리 수동형 유기 발광 디스플레이 장치(PMOLED)에 사용되도록 기판이 유기 박막 트랜지스터를 구비하지 않고 있을 수도 있다. 또한, 유기 EL 기판(30)을 보호하기 위하여 밀봉 결합하는 봉지 기판(20)은 유리, 플라스틱 또는 금속캡등의 구조물이 이용될 수 있다.
이상에서는 기판(30)으로서 유기 EL 기판을 사용하는 유기 발광 디스플레이 장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 봉지 방법 및 봉지 장치의 보호범위는 반드시 유기 발광 디스플레이 장치에 대한 것으로 한정되지 않고 상기 설명한 것과 같은 봉지(밀봉 결합)가 사용될 수 있는 어떤 평판 디스플레이 장치에도 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 봉지 장치 및 봉지 방법에 의하면, 스테이지 상에 설치되며 포토 마스크에 대하여 봉지 기판을 정렬시킬 수 있도록 각각 독립적으로 구동되는 제1 및 제2 이동수단 및 영상촬영장치를 구비하고 있다.
따라서, 포토 마스크에 대하여 봉지 기판을 정밀하게 정렬하여 유기 발광 디스플레이 장치의 밀봉 결합 공정의 성능을 향상시킨다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균 등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 스테이지; 및
    상기 스테이지상에 위치하며, 상기 스테이지면상의 X축 방향과 Y축 방향으로 이동하여 봉지 기판을 이동시키는 복수의 제1 이동수단 및 복수의 제2 이동수단을 구비하는 봉지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 이동수단은 상기 스테이지면에 수직한 방향으로 설치된 이동핀 및 상기 이동핀을 구동시키는 구동수단을 구비하는 봉지 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 이동수단은 상기 봉지기판의 일측면측 및 상기 일측면측과 맞닿은 다른 일측면측에 위치하며, 상기 제2 이동수단은 상기 제1 이동수단이 위치하지 않는 상기 봉지기판의 다른 두개의 측면측에 위치하는 봉지 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 이동수단이 위치되는 일측면측에는 적어도 하나의 제1 이동수단이 위치하고, 다른 일측면측에는 적어도 두 개의 제1 이동수단이 위치하며, 상기 제2 이동수단이 위치되는 일측면측에는 적어도 하나의 제2 이동수단이 위치하고, 다른 일측면측에는 적어도 두 개의 제2 이동수단이 위치하며, 상기 제1 및 제2 이동수단은 각각 독립적으로 이동될 수 있는 봉지 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    기판을 상기 봉지 기판상에 정렬하여 위치시키기 위한 진공흡착장치; 및
    상기 봉지 기판, 포토 마스크 및 기판에 각각 새겨진 정렬 표시를 인식하는 영상촬영장치;를 더 구비하는 봉지 장치.
  6. 스테이지상에 올려진 포토 마스크 위에 봉지 기판을 배치시키는 단계;
    스테이지상에 형성된 제1 이동수단은 고정시키고, 제2 이동수단으로 상기 봉지 기판을 상기 제1 이동수단에 밀착시킴으로써 상기 봉지 기판을 상기 포토 마스크에 예비 정렬시키는 단계;
    상기 봉지 기판 및 상기 포토 마스크에 새겨진 각 정렬 표시의 일치 여부를 체크하는 단계; 및
    상기 제1 이동수단 또는 제2 이동수단을 이용하여 상기 정렬 표시를 일치시키기 위하여 상기 봉지 기판을 이동시키는 단계;를 구비하는 봉지 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 체크 단계에 있어서, 각 정렬 표시의 일치 여부는 영상촬영장치에 의하여 이루어지는 봉지 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 봉지 기판을 이동시키는 단계이전에, 상기 정렬 표시를 일치시키기 위하여 상기 봉지 기판을 이동시켜야 하는 상기 이동수단과 마주 보는 다른 이동수단을 상기 봉지 기판에 접촉시키지 않도록 이동시키는 단계를 더 구비하는 봉지 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    기판을 상기 봉지 기판상에 정렬하여 위치시키는 단계를 더 구비하는 봉지 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 기판을 위치시키는 단계는,
    상기 기판을 진공흡착장치에 의하여 흡착하고, 상기 기판과 상기 봉지 기판의 각각에 새겨진 정렬 표시를 영상촬영장치에 의하여 일치시킨 후 상기 기판을 상기 봉지 기판상에 정렬하는 봉지 방법.
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CN115359730A (zh) * 2022-08-16 2022-11-18 深圳市易天自动化设备股份有限公司 Miniled高精度拼接方法及装置

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