KR100722969B1 - 유기발광소자의 합착 시스템 - Google Patents

유기발광소자의 합착 시스템 Download PDF

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황병수
황대순
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    • H01L2224/80855—Hardening the adhesive by curing, i.e. thermosetting
    • H01L2224/80874—Ultraviolet [UV] curing

Abstract

본 발명은 유기발광소자의 합착 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 유기박막이 형성된 유기글라스와, 캡 글라스를 합착하는 시스템은 캡 글라스 공급부; 상기 캡 글라스에 접착필름을 부착하는 라미네이팅부; 유기글라스 공급부; 상기 접착필름이 부착된 캡 글라스와 유기글라스를 합착하여 패널을 제조하는 합착챔버; 상기 패널을 가압하여 탈포하는 가압챔버; 자외선을 조사하여 상기 접착필름을 경화시키는 UV처리부; 및 상기 유기글라스와 캡 글라스 및 패널을 이송하는 반송로봇을 구비하는 반송챔버;를 포함하여 이루어지되, 상기 라미네이팅부와 UV처리부는 상기 반송챔버 내에 구비된다는 특징이 있다.
본 발명에 따르면 캡 글라스에 접착필름을 부착하는 라미네이팅부와, 상기 접착필름을 경화시키는 UV처리부를 상기 반송챔버 내에 구비 또는 연계되기 때문에, 패널의 오염이 방지되는 효과가 있다. 더욱이, 캡 글라스와 접착필름 사이에 기포가 발생되지 않고, 부착시간을 현저하게 감축된다는 효과도 있다.
유기발광소자. 합착. 라미네이팅. 반송챔버.

Description

유기발광소자의 합착 시스템{Encapsulation system of Organic Light Emitting Diodes}
도 1은 종래 유기발광소자의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 종래 캡 글라스와 유기글라스를 합착하는 순서도이다.
도 3은 종래 캡 글라스에 접착필름을 부착하는 방법을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 유기발광소자의 합착시스템을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 라미네이팅부를 나타낸 것이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 5에 도시된 라미네이팅부의 작동순서를 나타낸 것이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10: 유기글라스 공급부 20: 합착챔버
30: 반송챔버 310: 반송로봇
320: 라미네이팅부 321: 지지부
322: 트레이 323: 승강수단
324: 가압부 330: UV처리부
40: 캡 글라스 공급부 50: 가압챔버
본 발명은 유기발광소자의 합착 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캡 글라스에 접착필름을 부착하는 라미네이팅부와, 상기 접착필름을 경화시키는 UV처리부를 상기 반송챔버 내에 구비 또는 연계되는 유기발광소자의 합착 시스템에 관한 것이다.
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.
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.
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.
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 캡 글라스가 합착된다.
도 1을 참조하여 글래스 재질로 제작된 캡 글라스(120)가 합착된 유기발광소자(100)의 구조를 설명한다. 도시된 바와 같이, 유기발광소자(100) 내부의 유기발광층(111)에서 발생하는 가스 및 외부로부터의 수분과 산소의 영향을 감소시키기 위한 흡습제(121)를 캡 글라스(120)의 내부에 부착하는데, 상기 캡 글라스(120)는 평면적으로 장방형상을 가지고 각변의 단부에는 일방향으로 소정 높이 돌출된 연장부가 형성되고, 상기 연장부의 단면에 일정 폭의 실라인이 형성되도록 접착제(122)를 도포하여 캡 글라스(120)를 유기박막(111)이 증착된 유기글라스(110)에 부착시 켜 외부로부터의 수분과 산소의 침투를 차단시킨다. 이 때, 상기 캡 글라스(120)와 유기글라스(110) 사이에는 이격된 일정공간(123)이 형성된다.
도 2를 참조하여 종래의 캡 글라스와 유기글라스의 합착방법을 설명한다. 유기박막이 형성된 유기 글라스와 접착필름이 라미네이팅된 캡 글라스를 합착챔버로 공급한다(S10, S20, S21). 공급된 유기 글라스와 캡 글라스를 합착하여(S30) 패널을 제조한 후, 상기 패널을 가압챔버로 이송하여 가압하여 탈포한다(S40). 탈포된 패널에 UV를 조사하여 상기 접착필름을 경화시켜 완료된다(S50).
그러나 종래의 유기발광소자의 합착시스템은 라미네이팅, 합착, 가압, UV처리를 각각 별도의 챔버에서 수행되기 때문에, 각 챔버에 반송로봇에 의해 이송해야 한다. 따라서 기판 또는 패널의 오염에 노출되어 있으며, 공정시간이 길고, 유지 보수가 어렵다는 문제점이 있다.
또한 캡 글라스와 유기글라스를 합착하기 위하여 전 단계로서 캡 글라스에 접착제를 도포하는 공정이 있다. 상기 접착제는 액상 또는 고상 실란트(sealant)가 사용된다. 여기서 고상 실란트가 다름 아닌 접착필름이다.
이러한 접착필름을 상기 캡 글라스에 부착하는 방법을 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 캡 글라스(110)를 장착부(200)에 장착하고, 그 상부에 접착필름(220)을 위치시킨다. 여기서 다수개의 캡 글라스(110)에 다수개의 접착필름(220)을 동시에 부착하기 위하여 보조필름(210)을 사용한다. 즉, 상기 보조필름(210)의 대응위치에 접착필름(220)을 부착하는 것이다.
이 상태에서 도시된 바와 같이, 가압롤러(230)로 보조필름(210)의 좌측부터 우측으로 가압함으로써 캡 글라스(110)와 접착필름(220)을 부착한다.
그러나 이와 같이 일측단부로부터 타측단부방향으로 가압하여 부착하는 종래의 방식에 의하면, 부착시간이 길고, 접착필름(220)과 캡 글라스(110)의 사이에 기포가 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 캡 글라스에 접착필름을 부착하는 라미네이팅부와, 상기 접착필름을 경화시키는 UV처리부를 상기 반송챔버 내에 구비 또는 연계되는 유기발광소자의 합착 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 캡 글라스와 접착필름 사이에 기포가 발생되지 않고, 부착시간을 현저하게 감축할 수 있는 유기발광소자의 합착 시스템을 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 유기박막이 형성된 유기글라스와, 캡 글라스를 합착하는 시스템은 캡 글라스 공급부; 상기 캡 글라스에 접착필름을 부착하는 라미네이팅부; 유기글라스 공급부; 상기 접착필름이 부착된 캡 글라스와 유기글라스를 합착하여 패널을 제조하는 합착챔버; 상기 패널을 가압하여 탈포하는 가압챔버; 자외선을 조사하여 상기 접착필름을 경화시키는 UV처리부; 및 상기 유기글라스와 캡 글라스 및 패널을 이송하는 반송로봇을 구비하는 반송챔버;를 포함하여 이루어지되, 상기 라미네이팅부와 UV처리부는 상기 반송챔버 내에 구비된다.
또한 상기 라미네이팅부는 적어도 하나 이상의 캡글라스를 장착하는 캡글라스 장착부; 상기 캡글라스 장착부의 상방에 상기 접착필름을 지지하는 접착필름 지지부; 및 상기 접착필름을 중앙부위부터 동시에 양단부방향으로 가압하는 가압부; 포함하여 이루어진다.
또한 상기 가압부는 상하방향으로 승강되는 베이스 플레이트; 및 상기 베이스 플레이트의 하부에 결합되는 가압패드;를 포함하여 이루어지는데, 특히 상기 가압패드는 폴리 우레탄이나 실리콘 등의 연질의 합성수지재인 것이 바람직하다.
또한 상기 가압패드는 상기 베이스 플레이트의 양단부에만 고정되어, 외력이 없을 경우에는 중력에 의해 또는 상기 베이스 플레이트와 가압패드 사이에 개재되는 적어도 하나 이상의 탄성체에 의해 아래로 볼록하게 형성되도록 한다. 이와 달리, 상기 가압패드 자체의 형상을 아래로 볼록하게 형성할 수도 있다.
이와 같이 구성하는 것은 상기 가압패드가 접착필름에 밀착(접촉)할 때, 중앙부위부터 접할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.
도 4를 참조하여 본 발명에 의한 유기발광소자의 합착시스템의 구성을 설명하면, 합착시스템은 유기 글라스 공급부(10), 합착챔버(20), 반송챔버(30), 캡 글라스 공급부(40) 및 가압챔버(50)로 구성된다.
상기 유기 글라스 공급부(10)는 글라스 기판에 유기박막을 형성하여 제조된 유기 글라스를 공급하는 수단이다.
캡 글라스 공급부(40)는 캡 글라스를 공급하는 수단이다.
상기 합착챔버(20)는 유기 글라스와 접착필름이 라미네이팅된 캡 글라스를 합착하여 패널을 제조하는 수단이다.
상기 반송챔버(30)는 내부에 반송로봇(310)을 구비하여 각 공정이 수행되는 테이블로 글라스 또는 패널을 이송하는 수단이다.
특히, 본 발명에 의한 합착 시스템은 상기 반송챔버의 내부 서로 다른 공간에는 라미네이팅부(320)와, UV처리부(330)가 구성되어 있다는 특징이 있다.
상기 라미네이팅부(320)는 상기 캡 글라스 공급부(40)로부터 공급된 캡 글라스에 접착필름을 부착하는 수단이고, 또한 상기 UV처리부(330)는 상기 접착필름에 UV를 조사하여 경화시키는 수단이다. 여기서 UV처리부(330)는 공지의 수단이고, 라미네이팅부(330)의 구성은 후술하기로 한다.
위와 같이 구성된 본 발명에 의한 합착시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 유기박막이 형성된 유기 글라스는 유기 글라스 공급부(10)를 통해 합착챔버(20)로 공급된다.
한편, 캡 글라스 공급부(40)를 통해 공급된 캡 글라스는 반송챔버(30)의 라미네이팅부(320)로 이송되어 라미네이팅부(320)에서 접착필름이 부착된다. 이와 같이 접착필름이 부착된 캡 글라스는 반송로봇(310)에 의해 합착챔버(20)로 이송된다.
이러한 과정을 통해 상기 합착챔버(20)에는 유기 글라스와 라미네이팅된 캡 글라스가 반입되고, 반입된 유기 글라스와 캡 글라스를 합착하여 패널을 제조한다.
합착된 상기 패널은 다시 반송로봇(310)에 의해 가압챔버(50)로 이송한다. 가압챔버(50)에서는 상기 패널을 가압함으로써 기포를 제거한다.
마지막으로 탈포처리된 상기 패널을 반송로봇(310)에 의해 반송챔버(30)의 UV처리부(330)로 이송한다. 여기서 상기 패널에 UV를 조사하여 상기 접착필름을 경화함으로써 합착이 완료된다.
도 5를 참조하여 본 발명에 의한 라미네이팅부(320)의 구성을 설명하면, 라미네이팅부(320)는 캡 글라스 장착부와, 접착필름 지지부(321)와, 가압부(324)를 포함하여 이루어진다.
상기 캡 글라스 장착부는 적어도 하나 이상의 캡 글라스(3)를 장착할 수 있는 트레이(322) 상기 캡 글라스(3)를 상하방향으로 승강할 수 있도록 승강수단(323)이 구비된다.
상기 접착필름 지지부(321)는 적어도 하나 이상의 접착필름(2)이 부착된 보조필름(1)을 지지하는 수단으로서, 상기 보조필름(1)을 하방에서 지지하는 지지대(321a)와, 상기 보조필름(1)을 상방에서 가압하여 상기 지지대(321a)에 고정시키는 가압수단(321c)으로 구성된다. 특히, 상기 가압수단(321c)과 지지대(321a) 사이에는 오링(321b)이 개재되어 있다.
마지막으로 상기 가압부(324)는 상기 접착필름(2)을 가압하는 수단으로서, 경질의 베이스 플레이트(342a)와, 상기 베이스 플레이트(342a)를 승강시키는 승강수단(342b)과, 상기 베이스 플레이트(342a)의 하방에 고정설치되는 연질의 가압패드(342c)로 구성된다. 상기 가압패드(342c)는 상기 베이스 플레이트(342a)의 양단부에 홀더(342d)에 의해 고정된다. 또한 상기 가압패드(342c)와 베이스 플레이트(342a) 사이에는 코일 스프링(342e)이 개재되어 있다.
또한 상기 가압패드(342c)는 탄성력 있는 연질의 실리콘 또는 폴리 우레탄 등의 수지재로 구성되거나 이와 달리, 상층부는 테프론으로 형성하고, 하층부는 상기 수지재로 구성된 후, 이들을 접합하여 구성될 수도 있다.
도 6a 내지 도 6d를 참조하여 본 실시예의 작용 및 접착필름의 부착방법을 설명한다.
먼저, 다수개의 접착필름(3)이 부착된 보조필름(1)을 지지부(321)에 고정 설치한 후(도 6a 참조), 다수개의 캡 글라스(3)를 상승시킨다(도 6b 참조). 이 상태에서는 상기 가압패드(324c)의 양단부는 베이스 플레이트(324a)에 고정되어 밀착되지만, 중앙부위는 스프링(324e)에 의해 일정거리만큼 이격된다. 즉, 상기 가압패드(324c)는 중앙부위가 아래로 볼록한 형태가 되는 것이다.
다음으로, 스프링(324e)에 의해 중앙부위가 아래로 볼록한 가압패드(324c)를 하강시키면(도 6b), 도 6c의 확대도에 도시된 바와 같이, 접착필름(2)과 캡 글라스 (3)의 중앙부위가 양단부보다 먼저 밀착하게 된다. 이 상태에서 상기 가압패드(324c)를 더욱 하강하여 가압하면, 상기 스프링(324e)이 압축되면서 상기 가압패드(324c)에 의해 상기 접착필름(2)과 캡 글라스(3)는 중앙부위에서부터 동시에 좌우방향으로 점점 밀착되어 전면에서 부착되는 것이다(도 6d).
즉, 본 발명에 의한 접착필름 부착장치 및 방법에서는 접착필름(2) 및 캡 글라스(3)가 중앙부위부터 밀착되고, 동시에 양단부방향으로 밀착되어 부착이 완료되는 것이다. 따라서 일측 단부에서 타측단부로 부착하는 종래의 방법에 비하여 부착시간이 짧고, 또한 기포를 효과적으로 제거할 수 있는 것이다.
이러한 본 발명의 기술사상은 앞선 실시예와 다른 다양한 변형 및 수정이 가능할 것이다. 예를 들어, 상기 가압패드와 베이스 플레이트 사이에 스프링을 개재하지 아니하여도 양 단부가 홀더에 의해 고정설치되기 때문에 중력에 의해 가압패드는 중앙부위가 아래로 볼록하게 형성되어 유사한 작용을 할 수 있다. 마찬가지로, 상기 가압패드와 베이스 플레이트를 양단부가 아닌 전면에서 고정설치하더라도, 상기 가압패드의 형상 자체를 아래로 볼록하게 형성함으로써 유사한 작용을 유도할 수 있다. 다만, 어느 경우라도 상기 가압패드 특히, 가압패드의 하층부는 탄성력이 있는 연질이어야 한다는 공통점이 있는 것이다.
본 발명에 따르면 캡 글라스에 접착필름을 부착하는 라미네이팅부와, 상기 접착필름을 경화시키는 UV처리부를 상기 반송챔버 내에 구비 또는 연계되기 때문 에, 패널의 오염이 방지되는 효과가 있다.
또한 공정시간이 현저하게 단축되고, 유지보수가 매우 용이하다는 효과도 있다.
더욱이, 캡 글라스와 접착필름 사이에 기포가 발생되지 않고, 부착시간을 현저하게 감축된다는 효과도 있다.

Claims (3)

  1. 유기박막이 형성된 유기글라스와, 캡 글라스를 합착하는 시스템에 있어서,
    캡 글라스 공급부;
    상기 캡 글라스에 접착필름을 부착하는 라미네이팅부;
    유기글라스 공급부;
    상기 접착필름이 부착된 캡 글라스와 유기글라스를 합착하여 패널을 제조하는 합착챔버;
    상기 패널을 가압하여 탈포하는 가압챔버;
    자외선을 조사하여 상기 접착필름을 경화시키는 UV처리부; 및
    상기 유기글라스와 캡 글라스 및 패널을 이송하는 반송로봇을 구비하는 반송챔버;를 포함하여 이루어지되,
    상기 라미네이팅부와 UV처리부는 상기 반송챔버 내에 구비되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 합착 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 라미네이팅부는,
    적어도 하나 이상의 캡글라스를 장착하는 캡글라스 장착부;
    상기 캡글라스 장착부의 상방에 상기 접착필름을 지지하는 접착필름 지지부; 및
    상기 접착필름을 중앙부위부터 동시에 양단부방향으로 가압하는 가압부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 합착 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가압부는,
    상하방향으로 승강되는 베이스 플레이트; 및
    상기 베이스 플레이트의 하부에 결합되는 가압패드;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 합착 시스템.
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