KR100754146B1 - 레이저 조사장치 - Google Patents

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KR100754146B1
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laser heads
motor
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정병현
차유민
정원웅
노연구
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 레이저 조사장치에 관한 것으로, 레이저발진기와, 상기 레이저발진기에서 발진되는 레이저를 선형으로 조사하는 레이저헤드를 포함하여 레이저발진장치에 있어서, 상기 레이저헤드는 복수로 구성되고, 상기 레이저헤드들의 배열간격을 조절하고, 상기 레이저헤드들을 X방향으로 구동시키는 제 1 구동수단; 및 상기 X방향과 다른 방향인 Y방향으로 상기 레이저헤드들을 이동시키는 제 2 구동수단이 포함하는 것을 특징으로 한다.
레이저, 조사, 유기전계, 레이저헤드, 발진, 크로스 행거

Description

레이저 조사장치{laser irradiation apparatus}
도 1은 유기전계발광 표시장치가 개별장치로 절단되기 전의 원장기판을 도시하는 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 레이저 조사장치의 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 레이저 조사장치의 일실시예를 도시하는 사시도.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 실시예에 따른 레이저 조사장치의 레이저헤드 간격조절을 보이는 동작도.
도 5a 및 도 5b는 도 3의 실시예에 따른 레이저 조사장치의 X방향 위치조절을 보이는 동작도.
도 6a 및 도 6b는 도 3의 실시예에 따른 레이저 조사장치의 Y방향 위치조절을 보이는 동작도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
210 : 증착기판 220 : 봉지기판
230 : 프릿 250 : 레이저헤드
260 : 레이저 발진기 270 : 크로스 행거
281, 282 : 가이드 바 291, 292 : 리드스크류
311, 312 : 모터 330 : 활주체
340 : 활주로 350 : 제어기
본 발명은 레이저 조사장치에 관한 것이다. 레이저 조사장치는 각종의 산업적 목적을 수행하기 위하여 폭넓게 사용되고 있으며, 그 중 유기전계발광 표시장치의 제조에도 사용되고 응용되고 있다.
유기전계발광소자는 서로 대향하는 전극 사이에 유기발광층을 위치시켜, 양 전극 사이에 전압을 인가하면, 한 쪽 전극에서 주입된 전자와 다른 쪽 전극에서 주입된 정공이 유기발광층에서 결합하고, 이때의 결합을 통해 발광층의 발광분자가 일단 여기된 후 기저상태로 돌아가면서 방출되는 에너지를 빛으로 발광시키는 구조로서, 상기 유기전계발광소자는 기재기판 상에 형성되어, 상부에 봉지기판으로 씌워진다.
이 때, 유기전계발광표시장치의 제작에 있어서 유기전계발광소자가 형성된 기판과 봉지기판의 틈사이로 외기가 침투하는 것을 방지하는 것이 중요한 과제인데, 이를 밀봉하는 방법으로서 대한민국특허공개공보 제10-2006-0005369호는 프릿으로 양 기판사이를 밀봉하는 방법을 개시하고 있다.
이에 따르면, 봉지기판에 프릿을 도포 및 소성시키고, 기재기판상으로 정열하여 상기 프릿에 레이저를 조사하여 기재기판에 용융접착되는 방식으로 양기판을 밀봉한다.
한편, 대량의 유기전계발광표시장치를 보다 효율적으로 생산하기 위해 복수의 유기전계발광표시장치를 하나의 기판상에서 제작하고, 이를 개별 유기전계발광표시장치로 절단하는 이른바, "원장단위생산"이 도입되고 있다.
즉, 원장단위 생산이란, 복수의 개별표시장치가 형성될 큰 크기의 기재기판 원장에 복수의 유기전계발광소자를 형성하고, 상기 기재기판원장에 밀봉기판원장을 합착한후, 개별 장치에 맞게 절단하여 형성하는 방법을 말한다. 이 때, 프릿을 밀봉재로 사용할 경우, 밀봉기판원장을 기재기판원장에 합착하기 전 프릿을 개별 표시장치가 형성될 위치에 대응하게 형성한다.
도 1은 원장단위로 제작하는 공정 중의 기재기판원장과 밀봉기판원장이 합착된 합착기판을 도시하는 사시도로서,밀봉재가 프릿으로 사용되는 경우를 도시한다.
이에 따르면, 합착기판원장(1)은 유기전계 발광소자가 복수개 형성된 기재기판원장(10)과 상기 기재기판원장(10)에 합착된 봉지기판원장(20), 그리고 상기 양 기판 원장(10, 20)사이에서 개별 유기전계발광소자 마다 양 기판을 밀봉하는 프릿(30)으로 구성된다.
이 때, 봉지기판원장(20)에 도포 및 소성된 프릿(30)을 기재기판원장(10)과 합착시키기 위해 레이저 조사장치를 이용하는데, 도 2는 종래의 레이저 조사장치의 개략도를 도시하고 있다. 이에 따르면, 레이저 조사장치(100)는 하나의 레이저헤드(150)를 구비하기 때문에 하나하나의 개별적으로 프릿(130)을 용융 및 경화시키게 되어 시간 및 비용이 많이 소모되는 문제점이 있다. 도면 중 미설명된 도면부호는 각각 레이저발진기(160) 및 제어기(170)이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 레이저가 조사되는 레이저헤드가 복수개로 구비되고, 복수개의 레이저헤드가 배열간격조절이 가능하며, 피사체의 형상에 따라 자유로이 이동하면서 조사할 수 있는 레이저 조사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면은 레이저발진기와, 상기 레이저발진기에서 발진되는 레이저를 선형으로 조사하는 레이저헤드를 포함하여 레이저발진장치에 있어서, 상기 레이저헤드는 복수로 구성되고, 상기 레이저헤드들의 배열간격을 조절하고, 상기 레이저헤드들을 X방향으로 구동시키는 제 1 구동수단; 및 상기 X방향과 다른 방향인 Y방향으로 상기 레이저헤드들을 이동시키는 제 2 구동수단이 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면은 유기전계발광표시장치의 유기발광층을 외기로부터 밀봉하는 프릿에 레이저를 조사하는 레이저발진장치에 있어서, 상기 레이저발진장치는 레이저발진기와, 상기 레이저발진기에서 발진되는 레이저를 조사하는 복수의 레이저헤드를 포함하여 구성되어, 상기 복수의 레이저헤드는 상기 유기전계발광표시장치가 개별장치로 절단되기 전의 원장기판상에 형성된 복수의 프릿에 각각 레이저를 조사하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다. 이 때, 레이저 조사장치의 이용을 보다 명확하게 설명하기 위하여 유기전계발광표시장치에 사용되는 경우를 예로들어 설명하나 이에 제한되지 않고, 보다 광범위하게 응용될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 조사장치의 일실시예를 설명하는 개략도이다. 이에 따르면, 레이저 조사장치는 주요하게 레이저발진기(260)와, 복수 의 레이저헤드(250)를 포함하여 구성되나, 상기 도 3은 원리를 개략적으로 설명하기 위한 것이고 실제 레이저발진기(260)와 레이저헤드(250)의 결합상태를 도시하지는 않는다. 이 때, 상기 레이저 조사장치가 조사되는 대상은 유기전계발광 표시장치에 밀봉재료로 사용되는 프릿으로 전술한 바 있는 기재기판원장(210)과, 봉지기판원장(220)의 사이에 구비된 프릿(230)이다.
레이저발진기(260)는 바람직하게 프릿을 용융 및 경화시키는 800nm 내지 1200nm레이저광을 발생시키는 장치이고, 레이저헤드(250)는 발진된 레이저광을 선형으로 변환시키는 광학시스템을 구비하는 장치로서 통상적인 레이저 발진기(260) 및 레이저헤드(250)가 본 발명에서 비제한적으로 사용될 수 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예에서 레이저헤드(250)는 복수개로 구비되어 1열로 배열되었으나, 다수의 열로 배열되는 것을 제한하지는 않는다. 이 때, 레이저헤드(250)를 복수개로 배열하는 것은 각 헤드(250)로부터 나온 레이저 광(251)이 복수개로 형성되어 있는 합착기판원장상의 프릿(230)을 동시에 용융 및 경화시키기 위함이다.
한편, 유기전계발광표시장치는 그 크기가 다양하게 제조될 수 있고, 이에 따라 밀봉하는 프릿의 모양이나 크기도 달라진다. 따라서, 프릿의 형상을 따라 레이저를 조사하기 위해서는 레이저헤드의 간격을 조절하거나 레이저헤드를 적어도 X, Y방향으로 이동시키기 위한 구동수단이 필요하다.
따라서, 레이저 조사장치는 레이저헤드를 이동하기 위한 제 1 구동수단, 제 2 구동 및 제어기를 구비한다.
제 1 구동수단은 레이저헤드(250)들이 프릿(230)을 이루는 라인을 따라 이동하도록 레이저헤드(250)들의 배열간격을 조절하고, 상기 레이저헤드(250)들을 X방향으로 구동시키는 장치이다. 이 때의 X방향은 레이저헤드(250)가 크로스 행거(270)에 따라 접히게 되는 방향이다.
제 1 구동수단은 일예로 크로스 행거(270), 2개의 리드스크류(281, 282), 2개의 가이드 바(291, 292), 2개의 모터(311, 312)로 구성될 수 있다.
크로스 행거(270)는 X자 형상의 단위체가 연속되어 링크되어 각 단위체가 등간격으로 펼쳐지거나 수축될 수 있는 장치로서, 동일한 크기의 단위체가 연결된 크로스 행거(270)의 교차점에 레이저헤드(250)가 구비될 경우 레이저헤드(250)들은 등간격으로 배열될 수 있다.
제 1 리드스크류(291) 및 제 2 리드스크류(292)는 레이저헤드(250)들을 관통하면서 구비되는데, 제 1 리드스크류(291)와 제 2 리드스크류(292)는 서로 직선의 연장선상에 위치하고 제 1 리드스크류(291)는 후술할 연결부재의 일편의 레이저헤드들을 관통하며, 제 2 리드스크류(292)는 연결부재의 타편의 레이저헤드들을 관통한다. 각 리드스크류(291, 292)는 중앙의 각각 연결부재(320)에 연결되나, 서로 단절되도록 구성된다.
제 1 및 제 2 가이드바(282, 282)는 리드스크류(291, 292)에 평행하게 형성되며, 각 레이저헤드(250)들을 관통하도록 설치되어 리드스크류(291, 292)들 회전할 경우, 이에 의해 관통되는 레이저헤드(250)들이 이동되게 한다.
제 1 모터(311)와 제 2 모터(312)는 각각 제 1 리드스크류(291) 및 제 2 리 드스크류(292)의 단부에 설치되어 리드스크류들(291, 292)을 회전시킨다. 이 때, 제 1 모터(311) 및 제 2 모터(312)는 정방향 및 역방향으로 회전될 수 있는 양방향모터이다.
제 2 구동수단은 제 1 구동수단과 다른 방향으로 레이저헤드(250)를 이동시키는 구동장치이며 일예로, 상기 제 2 구동수단은 활주체(330), 활주로(340), 및 제 3 모터(미도시)를 포함하여 구성된다.
활주체(330)는 리드스크류(291, 292) 및 가이드 바(281, 282)의 양 단부에 연결되어 활주로(340)를 활주하게 되며, 이로써 리드스크류(291, 292) 및 가이드바(281, 282)에 연결된 레이저헤드(250)가 이동한다. 이 때, 활주체(330)가 리드스크류(291, 292) 및 가이드 바(281, 282)의 양단부에 연결된다는 것은 직접연결되는 것은 물론, 임의의 장치를 경유하여 연결되는 것을 포함한다.
활주로(340)는 활주체(330)가 가이드되는 경로로서 활주체(330)의 활주면에 대응하는 형상의 홈을 가지도록 구성되며, 제 3 모터(미도시)는 활주체(330)가 활주로(340)를 활주하도록 동력을 제공한다. 제 3 모터도 양방향모터이다. 활주체와 활주로는 다양한 방법으로 당업자가 구성할 수 있으나, 일실시예로 활주체는 볼부싱으로 구성하고, 활주로는 샤프트로 구성할 수 있을 것이다.
제어기(350)는 상기 제 1 구동수단 및 제 2 구동수단이 설정되는 상기 레이저헤드들(250)의 간격 및 상기 레이저헤드(250)의 이동경로에 따라 제어하는 장치이다. 즉, 프릿(230)의 형상에 따라 레이저헤드(250)의 간격 및 이동경로가 변경되어야 하므로, 프릿(230)의 형상 간격등에 관한 데이터를 입력할 경우, 이를 레이저헤드(250)의 주행경로를 연산하여 각 모터들의 구동을 제어한다.
이하에서는 도 4a 내지 도 6b를 참조하면서, 도 3의 실시예에 따른 레이저 조사장치의 작용에 대해 설명한다. 전체적으로 레이저 조사장치는 조사될 프릿의 형상 및 간격에 대한 데이터가 입력되면, 제어기에 의해 제 1 모터, 제 2 모터 및 제 3 모터를 구동하여 레이저헤드가 프릿의 형상에 대응하여, 레이저헤드간 간격, X방향 및 Y방향으로 이동하면서 레이저를 조사하여 프릿을 용융 및 경화시킨다.
먼저 도 4a 및 도 4b를 참조하여 레이저헤드간 간격을 설명한다. 레이저헤드간 간격은 제 1 모터(301) 및 제 2 모터(302)를 서로 반대방향으로 회전시킴으로써 조절된다. 제 1 모터(301)와 제 2 모터(302)를 서로 반대방향으로 구동시킬 경우, 리드스크류(291, 292)와 가이드바(281, 282)에 의해 레이저헤드(250)는 중심을 향해 이동하거나, 양측으로 이동하게 된다. 이 때, 크로스 행거(270)가 동일한 단위체로 연결되어 있다면 각 레이저헤드(250)의 간격은 동일한 간격을 유지하면서 그 간격이 크거나 작게 조절될 수 있다. 이에 따라, 기판상에 동일한 간격으로 연속적으로 형성되는 프릿의 간격에 대응되게 레이저헤드(250)의 간격을 조절할 수 있다.
다음으로, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 X방향으로의 조절을 설명한다. X방향으로의 조절은 제 1 모터(301) 및 제 2 모터(302)를 서로 동일한 방향으로 회전시킴으로써 조절된다. 제 1 모터(301) 및 제 2 모터(302)를 동일한 방향으로 회전시킬 경우, 각 레이저헤드(250)는 동일한 리드스크류(291, 292)에 관통된 것과 같은 상태에 놓이게 되므로 전체적으로 이동하게 된다. 이에 따라, 통상 사각형으로 형성되는 프릿의 가로라인을 따라 레이저헤드를 이동시킬 수 있다.
다음으로, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 X방향으로의 조절을 설명한다. Y방향으로의 조절은 제 3 모터(미도시)를 구동시킴으로써 조절된다. 즉, 제 3 모터를 가동함으로써 활주체(330)가 이동되게 함으로써 레이저헤드(250)가 활주체(330)에 연동되어 이동된다. 이에 따라, 통상 사각형으로 형성되는 프릿의 세로라인을 따라 레이저헤드를 이동시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들을 기준으로 주로 설명되어졌으나, 발명의 요지와 범위를 벗어나지 않고 많은 다른 가능한 수정과 변형이 이루어질 수 있다. 예컨데, 본 실시예에서는 동일한 간격조절수단으로서 크로스 행거를 사용하는 방법을 실시하였으나, 각 레이저헤드의 위치가 자동연산되는 자동제어시스템으로서 간격을 조절하게 구성하는 것도 가능할 것이다.
본 발명에 따른 레이저 조사장치는 기판상에 형성되는 복수의 프릿의 간격 및 형상에 맞추어 복수의 레이저헤드를 이동시킬 수 있으므로, 한 번의 레이저조사 시간으로 복수의 프릿을 용융 및 경화시키는 것이 가능하여 제조시간을 절감하게 할 뿐만아니라, 프릿의 간격에 따라 별도의 레이저 조사장치를 구비할 필요가 없어지는 효과가 있다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.

Claims (17)

  1. 레이저발진기와, 상기 레이저발진기에서 발진되는 레이저를 선형으로 조사하는 레이저헤드를 포함하는 레이저발진장치에 있어서,
    상기 레이저헤드는 복수로 구성되고,
    상기 레이저헤드들의 배열간격을 조절하고, 상기 레이저헤드들을 X방향으로 구동시키는 제 1 구동수단; 및
    상기 X방향과 다른 방향인 Y방향으로 상기 레이저헤드들을 이동시키는 제 2 구동수단이 포함되는 레이저조사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 X방향과 상기 Y방향은 90°인 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 구동수단은,
    상기 레이저헤드를 연결하는 X자 형상이 연속되어 링크되는 크로스 행거,
    상기 레이저헤드들의 일부를 관통하도록 구비되는 제 1 리드스크류,
    상기 레이저헤드들의 일부를 관통하며 상기 제 1 리드스크류와 평행하게 구비되는 적어도 하나의 제 1 가이드 바,
    상기 제 1 리드스크류를 회전시키는 제 1 모터,
    상기 레이저헤드들의 나머지 일부를 관통하도록 구비되며, 상기 제 1 리드스크류의 연장선상에 구비되는 제 2 리드스크류,
    상기 레이저헤드들의 나머지 일부를 관통하며 상기 제 2 리드스크류와 평행하게 구비되는 적어도 하나의 제 2 가이드바, 및
    상기 제 2 리드스크류를 회전시키는 제 2 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 크로스 행거의 단위체는 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 리드스크류와 상기 제 2 리드스크류를 동력적으로 단절시키면서 서로 연결하는 연결부재를 더 구비하는 레이저 조사장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 구동수단은,
    상기 리드스크류 및 상기 가이드바의 양 단부에 연결되는 활주체,
    상기 활주체가 가이드되는 활주로, 및
    상기 활주체를 구동하는 제 3 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    설정되는 상기 레이저헤드들의 간격 및 상기 레이저헤드의 이동경로에 따라 상기 제 1 구동수단 및 상기 제 2 구동수단을 제어하는 제어기를 더 구비하는 레이저 조사장치.
  8. 유기전계발광표시장치의 유기발광층을 외기로부터 밀봉하는 프릿에 레이저를 조사하는 레이저발진장치로서,
    상기 레이저발진장치는 레이저발진기;
    상기 레이저발진기에서 발진되는 레이저를 조사하는 복수의 레이저헤드;
    상기 레이저헤드들의 배열간격을 조절하고, 상기 레이저헤드들을 X방향으로 구동시키는 제 1 구동수단; 및
    상기 X방향과 다른 방향인 Y방향으로 상기 레이저헤드들을 이동시키는 제 2 구동수단이 포함되는 레이저조사장치.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 프릿은 사각의 라인형상이고,
    상기 X방향은 상기 프릿의 가로방향이고, 상기 Y방향은 상기 프릿의 세로방향인 것을 특징으로 하는 레이저조사장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 구동수단은,
    상기 레이저헤드를 연결하는 X자 형상이 연속되는 링크되는 크로스 행거,
    상기 레이저헤드들의 일부를 관통하도록 구비되는 제 1 리드스크류,
    상기 레이저헤드들의 일부를 관통하며 상기 제 1 리드스크류와 평행하게 구비되는 적어도 하나의 제 1 가이드 바,
    상기 제 1 리드스크류를 회전시키는 제 1 모터,
    상기 레이저헤드들의 나머지 일부를 관통하도록 구비되며, 상기 제 1 리드스크류의 연장선상에 구비되는 제 2 리드스크류,
    상기 레이저헤드들의 나머지 일부가 관통하며 상기 제 2 리드스크류와 평행하게 구비되는 적어도 하나의 제 2 가이드바, 및
    상기 제 2 리드스크류를 회전시키는 제 2 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 크로스 행거의 단위체는 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 레이저 조 사장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 리드스크류와 상기 제 2 리드스크류를 동력적으로 단절시키면서 서로 연결하는 연결부재를 더 구비하는 레이저 조사장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 구동수단은 상기 리드스크류 및 상기 가이드바의 양 단부에 연결되는 활주체,
    상기 활주체가 가이드되는 활주로, 및
    상기 활주체를 구동하는 제 3 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 활주체는 볼부싱이고, 상기 활주로는 샤프트인 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  16. 제 8 항에 있어서,
    설정되는 상기 레이저헤드들의 간격 및 상기 레이저헤드의 이동경로에 따라 상기 제 1 구동수단 및 상기 제 2 구동수단을 제어하는 제어기를 더 구비하는 레이 저 조사장치.
  17. 제 8 항에 있어서,
    상기 레이저 조사장치에서 조사되는 레이저의 파장은 800nm 내지 1200nm인 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
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