KR100674679B1 - Encapsulation system of organic light emitting diodes - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 유기발광소자의 구조를 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional organic light emitting device.
도 2는 종래 유기발광소자의 봉지 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다. 2 schematically shows a sealing system of a conventional organic light emitting device.
도 3은 본 발명에 의한 유기발광소자의 봉지 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다. Figure 3 schematically shows an encapsulation system of an organic light emitting device according to the present invention.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
11, 21, 31, 41: 반송챔버 12: 공정챔버11, 21, 31, 41: conveying chamber 12: process chamber
13: 언로딩챔버 20: 글래스 기판 공급부13: Unloading chamber 20: Glass substrate supply part
22: 글래스 스토커 30: 1차처리부 22: glass stalker 30: primary processing unit
32: 플라즈마챔버 33: 흡습제 부착모듈32: plasma chamber 33: moisture absorbent attachment module
34: 로딩챔버 40: 2차처리부 34: loading chamber 40: secondary processing unit
42: 접착제 도포모듈 51, 53: 버퍼챔버42:
52: 디가스챔버 60: 반송로봇52: gas chamber 60: carrier robot
본 발명은 유기발광소자의 봉지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 챔버 또는 모듈을 유기적으로 구성함으로써 설비면적을 현저하게 줄일 수 있고, 공정시간을 단축할 수 있는 유기발광소자의 봉지 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an encapsulation system of an organic light emitting device, and more particularly, to an encapsulation system of an organic light emitting device capable of remarkably reducing equipment area and shortening processing time by organically configuring each chamber or module. will be.
최근 정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광받고 있다. 이러한 평판표시소자로는 액정 표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes) 등이 대표적이다. Recently, with the rapid development of information and communication technology and the expansion of the market, flat panel displays have been in the spotlight as display devices. Such flat panel displays include liquid crystal displays, plasma display panels, organic light emitting diodes, and the like.
그 중에서 유기발광소자는 빠른 응답속도, 기존의 액정표시소자보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초 박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어서 차세대 디스플레이 소자로서 각광받고 있다. Among them, the organic light emitting device has very good advantages such as fast response speed, lower power consumption than conventional liquid crystal display, light weight, ultra thin without needing a back light device, and high brightness. As a result, it is attracting attention as a next generation display device.
이러한 유기발광소자는 기판 위에 양극 막, 유기 박막, 음극 막을 순서대로 입히고, 양극과 음극 사이에 전압을 걸어줌으로써 적당한 에너지의 차이가 유기 박막에 형성되어 스스로 발광하는 원리이다. 즉, 주입되는 전자와 정공(hole)이 재결합하며 남는 여기 에너지가 빛으로 발생하는 것이다. 이때 유기 물질의 도판트의 양에 따라 발생하는 빛의 파장을 조절할 수 있으므로 풀 칼라(full color)의 구현이 가능하다. In the organic light emitting device, an anode film, an organic thin film, and a cathode film are sequentially coated on a substrate, and a suitable energy difference is formed in the organic film by emitting a voltage between the anode and the cathode, thereby emitting light by itself. That is, the excitation energy left by recombination of injected electrons and holes is generated as light. In this case, since the wavelength of light generated according to the amount of the dopant of the organic material may be adjusted, full color may be realized.
유기발광소자의 자세한 구조는 도면에는 도시하지 않았지만 기판상에 양극(anode), 정공 주입층(hole injection layer), 정공 운송층(hole transfer layer), 발광층(emitting layer), 전자 운송층(eletron transfer layer), 전자 주입층(eletron injection layer), 음극(cathode)이 순서대로 적층되어 형성된다. 여기에서 양극으로는 면저항이 작고 투과성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)이 주로 사용된다. 그리고 유기 박막은 발광 효율을 높이기 위하여 정공 주입층, 정공 운송층, 발광층, 전자 운송층, 전자 주입층의 다층으로 구성되며, 발광층으로 사용되는 유기물질은 Alq3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA 등이다. 또한, 음극으로는 LiF-Al 금속막이 사용된다. 그리고 유기 박막이 공기 중의 수분과 산소에 매우 약하므로 소자의 수명(life time)을 증가시키기 위한 캡이 봉지된다. Although the detailed structure of the organic light emitting diode is not shown in the drawing, an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, an emission layer, and an electron transport layer are deposited on a substrate. A layer, an electron injection layer, and a cathode are stacked in this order. In this case, ITO (Indium Tin Oxide) having a small sheet resistance and good permeability is mainly used as the anode. And an organic thin film is composed of a hole injection layer, a hole transport layer, light emitting layer, an electron transport layer, the electron injection layer, the multi-layer to increase the light emitting efficiency, an organic material used for the light emitting layer is Alq 3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA. In addition, a LiF-Al metal film is used as the cathode. And since the organic thin film is very weak against moisture and oxygen in the air, a cap for increasing the life time of the device is sealed.
도 1을 참조하여 글래스 재질로 제작된 캡(120)이 봉지된 유기발광소자(100)의 구조를 설명한다. Referring to Figure 1 will be described the structure of the organic
도시된 바와 같이, 유기발광소자(100) 내부의 유기발광층(111)에서 발생하는 가스 및 외부로부터의 수분과 산소의 영향을 감소시키기 위한 흡습제(121)를 캡(120)의 내부에 부착하는데, 상기 캡(120)은 평면적으로 장방형상을 가지고 각변의 단부에는 일방향으로 소정 높이 돌출된 연장부가 형성되고, 상기 연장부의 단면에 일정 폭의 실라인이 형성되도록 접착제(122)를 도포하여 캡(120)을 유기발광층(111)이 증착된 글래스 기판(110)에 합착시켜 외부로부터의 수분과 산소의 침투를 차단시킨다. 이 때, 상기 캡(120)과 글래스 기판(110) 사이에는 이격된 일정공간 (123)이 형성된다. As shown, a moisture absorbent 121 is attached to the inside of the
도 2를 참조하여 유기발광층이 형성된 글래스 기판에 캡을 씌워 상기 유기발광층을 봉지하는 시스템을 간략하게 설명한다. Referring to Figure 2 will be briefly described a system for encapsulating the organic light emitting layer by capping the glass substrate on which the organic light emitting layer is formed.
종래의 봉지 시스템(200)은 글래스 기판과 자외선 경화성 수지인 접착제가 도포된 캡을 프리 얼라인하는 프리얼라인 모듈(220)과, 프리 얼라인된 글래스 기판과 캡을 이송하는 반송모듈(211)과, 상기 반송모듈(211)에 나란하게 이웃하는 2개의 공정챔버(212)로 이루어진다. The
상기 프리얼라인 모듈(220)은 캡과 글래스 기판을 반입한 후, 기구적으로 1차 얼라인 한다. 프리 얼라인은 일반적으로 얼라인 핀과 얼라인 홀을 이용한 얼라인이다. The
상기 공정챔버(212)에는 자외선 경화성 수지인 접착제를 경화시키기 위한 UV램프와, UV광으로부터 유기발광층을 보호하기 위한 전용 포토 마스크가 구비된다. The
또한 상기 프리얼라인 모듈(220)에 글래스 기판 및 캡을 이송하기 위한 제 2 반송모듈(231)이 구비된다. 상기 제 2 반송모듈(231)의 일측에는 글래스 기판이 로딩되는 글래스 스토커(glass stocker, 232)와, 캡 제조부가 배치된다. In addition, a
상기 캡 제조부는 캡부재를 로딩하는 로딩챔버(253)와, 상기 캡부재에 부착된 수분 또는 유기물을 제거하기 위한 2개의 플라즈마 챔버(252)와, 플라즈마 챔버(252)로 반송하기 위한 제 3 반송모듈(251)을 포함하여 이루어진다. 이로써 수분 또는 유기물이 제거된 캡부재를 임시보관하는 버퍼챔버(261)와, 상기 버퍼챔버(261)를 통해 상기 캡부재를 반입하는 제 4 반송모듈(241)과, 상기 제 4 반송모듈 (241)에 각각 이웃하여 2개의 흡습제 부착모듈(242)과, 2개의 접착제 도포모듈(243)이 위치하고 있다. The cap manufacturing unit carries a
또한 각 반송모듈에는 글래스 기판 또는 캡을 이송하는 반송로봇(260)이 구비되어 있는데, 상기 반송로봇(260)은 통상적으로 가이드 레일(265)과, 상기 가이드레일(265)을 따라 수평이송하는 하부지그(261)와, 상기 하부지그(261)의 상부에서 회전운동하는 상부지그(262)와, 상기 상부지그에 고정된 신축가능한 링크부재(263)와, 상기 링크부재(263)의 단부에 결합된 암(arm, 264)을 포함하여 이루어진다. In addition, each conveying module is provided with a
그러나 종래의 봉지 시스템(200)은 반송로봇(260)이 가이드 레일(265)을 따라 수평이송하면서 글래스 기판 또는 캡을 반입 또는 반출하기 때문에 반송로봇의 진동에 의해 글래스 기판 등이 손상될 수 있는 문제점이 있었다. However, the
또한 상기 반송모듈은 대기압 분위기에서 공정이 수행되기 때문에 기판 또는 캡에 이물질이 부착되는 파티클 문제가 있었다. In addition, the transfer module has a problem that particles are attached to the substrate or the cap because the process is performed in an atmospheric pressure atmosphere.
이를 해결하기 위하여 종래에도 공기정화수단을 부가하기도 하였으나, 반송챔버가 비진공 분위기이고, 로봇의 수평이송운동으로 근본적으로 파티클이 많이 발생하기 때문에 공기정화수단의 필터를 자주 교체해야 하는 등의 문제점은 여전히 남아 있었다. In order to solve this problem, air purifying means has been added in the related art. However, since the conveying chamber is a non-vacuum atmosphere and a lot of particles are generated by the horizontal movement of the robot, it is necessary to frequently change the filter of the air purifying means. Still remained.
특히 시스템 자체가 유기적으로 구성되지 아니함으로써, 설비면적을 현저하게 크고, 그에 따라 공정시간이 길다는 문제점도 있었다. In particular, since the system itself is not organically constructed, there is a problem that the installation area is remarkably large, and thus the process time is long.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 각 챔버 또는 모듈을 유기적으로 구성함으로써 설비면적을 현저하게 줄일 수 있고, 공정시간을 단축할 수 있는 유기발광소자의 봉지 시스템을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to encapsulate an organic light emitting device capable of remarkably reducing equipment area and shortening processing time by organically configuring each chamber or module. In providing.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 유기발광층이 증착된 글래스 기판에, 흡습제가 부착되고 접착제가 도포된 캡을 봉지하는 시스템은 암이 회전하는 반송로봇이 하부에 고정되며, 상기 글래스 기판 또는 캡을 이송하는 반송챔버; 상기 반송챔버에 상기 글래스 기판을 공급하는 글래스 기판 공급부; 상기 반송챔버에 상기 캡을 공급하는 캡 공급부; 및 상기 글래스 기판 및 캡을 합착하는 적어도 하나 이상의 공정챔버;를 포함하여 이루어지되, 상기 글래스 기판 공급부, 캡 공급부 및 공정챔버 각각은 상기 반송챔버와 직접 연결되도록 서로 이웃하여 배치되는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above technical problem, the glass substrate on which the organic light emitting layer is deposited according to the present invention is sealed, a system for encapsulating a cap to which an absorbent is attached and an adhesive is applied, and a carrier robot on which an arm rotates is fixed to the lower portion of the glass substrate. Or a conveying chamber for conveying a cap; A glass substrate supply unit supplying the glass substrate to the transfer chamber; A cap supply part supplying the cap to the conveying chamber; And at least one process chamber for attaching the glass substrate and the cap to each other, wherein the glass substrate supply unit, the cap supply unit, and the process chamber are disposed adjacent to each other so as to be directly connected to the transfer chamber.
또한 상기 글래스 기판 공급부는 상기 글래스 기판을 반입 또는 반송하는 제 2 반송챔버; 및 상기 글래스 기판이 로딩되는 적어도 하나 이상의 글래스 스토커glass stocker);를 포함하여 이루어지며, 상기 반송챔버와 제 2 반송챔버 사이에는 버퍼챔버가 더 구비되는 것이 바람직하다. The glass substrate supply unit may further include a second conveyance chamber for carrying or conveying the glass substrate; And at least one glass stocker glass stocker on which the glass substrate is loaded. A buffer chamber is further provided between the transfer chamber and the second transfer chamber.
또한 상기 캡 공급부는 상기 캡부재를 반입 또는 반송하는 제 3 반송챔버; 상기 캡부재를 플라즈마 처리하는 적어도 하나 이상의 플라즈마 챔버; 및 플라즈마 처리된 상기 캡부재에 흡습제를 부착하는 흡습제 부착모듈;을 포함하여 이루어지되, 상기 플라즈마 챔버 및 부착모듈 각각은 상기 제 3 반송챔버에 이웃하여 배치되는 1차처리부; 및 The cap supply unit may further include a third conveying chamber for carrying or conveying the cap member; At least one plasma chamber for plasma treating the cap member; And a moisture absorbent attachment module attaching an absorbent to the cap member subjected to plasma treatment, wherein each of the plasma chamber and the attachment module is disposed adjacent to the third transport chamber; And
1차처리된 상기 캡부재를 반입 또는 반송하는 제 4 반송챔버; 및 상기 제 4 반송챔버에 이웃하고, 상기 캡부재에 자외선 경화성 수지인 접착제를 도포하는 적어도 하나 이상의 접착제 도포모듈;로 구성되는 2차처리부로 이루어진다. A fourth conveying chamber for carrying in or conveying the cap member that has been primarily processed; And at least one adhesive applying module adjacent to the fourth conveying chamber and applying an adhesive, which is an ultraviolet curable resin, to the cap member.
또한 1차처리 및 2처처리된 상기 캡을 임시보관하고, 상기 접착제로부터 배출되는 가스를 펌핑하는 디가스(degas) 챔버;가 더 구비되는 것이 바람직하다. In addition, a degas chamber for temporarily storing the caps treated first and second treatment and pumping the gas discharged from the adhesive may be further provided.
또한 상기 반송챔버, 제 2 반송챔버, 제 3 반송챔버 및 제 4 반송챔버는 진공펌프 및 공기정화수단이 구비되는 것이 바람직하다. In addition, the conveying chamber, the second conveying chamber, the third conveying chamber and the fourth conveying chamber is preferably provided with a vacuum pump and air purifying means.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 실시예는 반송챔버(11)와 글래스 기판 공급부(20)와, 캡 공급부(340)와, 공정챔버(12)와 언로딩챔버(13)를 포함하여 이루어진다. Referring to FIG. 3, the present embodiment includes a
상기 반송챔버(11)는 단면이 6각형인 진공챔버의 내부에 반송로봇(60)이 구비되어 있으며, 상기 반송챔버(11)의 측벽에는 2개의 공정챔버(12)가 이웃하여 배치되어 있음을 알 수 있다. The conveying
상기 공정챔버(12)는 종래기술과 같이 UV램프 및 포토 마스크가 내장된다. The
상기 글래스 기판 공급부(20)는 글래스 기판을 이송하는 제 2 반송챔버(21) 와, 상기 제 2 반송챔버(21)의 일측에 이웃하여 배치되는 2개의 글래스 스토커(22)가 배치되어 있다. 또한 상기 반송챔버(11)와 제 2 반송챔버(21)의 사이에는 글래스 기판이 임시 보관되는 버퍼챔버(53)가 구비되어 있다. The glass
상기 캡 공급부(340)는 캡부재가 로딩되는 로딩챔버(34)와, 단면이 6각형인 진공챔버의 내부에 반송로봇(60)이 구비되어 상기 캡부재를 이송하는 제 3 반송챔버(31)와, 상기 반송챔버(31)의 측벽에 이웃하는 각각 2개의 플라즈마 챔버(32)와 흡습제 부착모듈(33)로 이루어지는 1차처리부(30)가 구비된다. The
또한 상기 캡 공급부는 상기 제 3 반송챔버(31)와 버퍼챔버(51)를 사이에 두고 배치되는 제 4 반송챔버(41)와, 상기 제 4 반송챔버(41)의 양측벽에 구비되는 2개의 접착제 도포모듈(42)로 이루어지는 2차처리부(40)가 구비된다. In addition, the cap supply unit includes a fourth conveying
또한 상기 반송챔버(11)와 제 4 반송챔버(41)의 사이에는 디가스챔버(52)가 배치되어 있다. In addition, a
특히, 본 실시예에 따른 각 반송챔버(11,21,31,41)에 내장되는 반송로봇은 챔버의 하부에 고정 부착되는 하부지그(61)와, 상기 하부지그(61)의 상부에서 회전운동하는 상부지그(62)와, 상기 상부지그에 고정된 신축가능한 링크부재(63)와, 상기 링크부재(63)의 단부에 결합된 암(64)로 구성된다. 즉, 본 실시예에 따른 반송로봇(60)은 가이드 레일을 따라 수평운동을 하지 않는다. 다만, 회전운동을 할 뿐이다. 또한 각 반송챔버에는 펌핑하기 위한 진공펌프와, 공기정화수단이 구비되어 있다. In particular, the transport robots built into each of the
한편, 흡습제 부착모듈(33) 및 접착제 도포모듈(42)을 제외한 각 챔버는 모 두 진공분위기에서 공정이 수행되는 진공챔버이다. 따라서 진공분위기를 조성하기 위하여 각 챔버에는 진공펌프가 형성되어 있다. On the other hand, each chamber except the moisture
이하, 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
제 3 반송챔버(31)의 로봇(60)을 이용하여 로딩챔버(34)에 있는 캡부재를 플라즈마 챔버(32)로 이송하여 캡부재를 플라즈마 처리하여 수분 또는 유기물을 제거한다. 다음으로 상기 반송로봇(60)을 이용하여 플라즈마 처리된 캡부재를 흡습제 부착모듈(33)로 이송하여 흡습제를 부착한다. The cap member in the
이와 같이 1차처리된 캡부재는 버퍼챔버(51)를 통해 제 4 반송챔버(41)로 반입된다. 반입된 캡부재는 접착제 도포모듈(42)로 이송되어 자외선 경화성 수지인 접착제가 도포된다. 특히, 본 실시예에서는 플라즈마 챔버(32), 흡습제 부착모듈(33) 및 접착제 도포모듈(42)이 각각 2개씩 형성되어 있기 때문에 공정시간이 단축된다. The cap member treated as above is carried into the fourth conveying
이와 같이 2차처리되어 제조된 캡은 디가스 챔버(52)를 통해 반송챔버(11)의 반송로봇(60)을 통해 공정챔버(12)로 이송된다. 상기 디가스 챔버(52)는 도포된 접착제에서 발생하는 가스를 외부로 방출한다. The cap manufactured by the secondary treatment as described above is transferred to the
한편, 유기발광층이 증착된 글래스 기판도 제 2 반송챔버(21) 및 버퍼챔버(53)를 통해 반송챔버(11)로 이송되며, 다시 공정챔버(12)로 이송된다. Meanwhile, the glass substrate on which the organic light emitting layer is deposited is also transferred to the
위와 같이 공정챔버(12)에 캡과 글래스 기판이 반입되면, 이들과 포토 마스크를 프리 얼라인 및 비젼얼라인을 수행한다. 즉, 얼라인 핀과 얼라인 홀에 의한 프리얼라인을 먼저 실시하고, 얼라인 마크를 비젼으로 확인하여 얼라인을 하는 것이다. As described above, when the cap and the glass substrate are loaded into the
위와 같이 캡, 글래스 기판 및 포토 마스크가 얼라인된 후에, UV램프로 UV광을 조사하여 접착제를 경화시켜 합착을 한다. 이 후, 합착된 소자를 언로딩함으로써 완료된다. After the cap, the glass substrate and the photo mask are aligned as above, the adhesive is cured by irradiating UV light with a UV lamp and bonding. Thereafter, it is completed by unloading the bonded elements.
또한 상술한 공정을 수행하면서, 상기 각 반송챔버에 파티클이 많이 발생하면, 먼저 진공펌프에 의해 펌핑을 한 다음, 공기정화수단을 가동함으로써 파티클을 제거한다. In addition, when a lot of particles are generated in each of the conveying chambers while performing the above-described process, the particles are first pumped by a vacuum pump, and then particles are removed by operating the air purifying means.
본 발명에 따르면 유기발광소자의 봉지 시스템을 유기적으로 구성함으로써, 특히, 반송로봇이 반송챔버의 하부에 고정, 부착한 상태에서 암을 회전시켜 글래스 기판 또는 캡을 반송하는 클러스터 방식이기 때문에 시스템의 설비면적을 현저하게 줄일 수 있고, 공정시간을 단축할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, since the encapsulation system of the organic light emitting device is organically configured, in particular, since the transport robot is a cluster method of conveying a glass substrate or a cap by rotating an arm while the transport robot is fixed and attached to the lower part of the transport chamber, the system is equipped with a system. The area can be significantly reduced, and the process time can be shortened.
또한 반송로봇이 수평이동하지 않기 때문에 로봇의 진동에 의한 글래스 기판 등의 손상을 방지할 수 있다.In addition, since the transport robot does not move horizontally, damage to the glass substrate due to the vibration of the robot can be prevented.
또한 반송로봇이 구비되는 반송챔버는 진공펌프에 의해 펌핑함으로써, 진공 분위기에서 기판 또는 캡을 반송하기 때문에 파티클 문제를 최소화 할 수 있다. In addition, the conveying chamber equipped with a conveying robot is pumped by a vacuum pump, thereby minimizing particle problems since the conveying substrate or cap is conveyed in a vacuum atmosphere.
또한 상기 펌핑에 의해 1차 정화가 되기 때문에 정화수단의 가동시간을 단축할 수 있고, 그에 따라 필터의 수명이 연장되는 효과가 있다. In addition, since the primary purification is performed by the pumping, it is possible to shorten the operating time of the purification means, thereby extending the life of the filter.
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