KR101167078B1 - Ｏｌｅｄ기판의 합착장치 - Google Patents
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Abstract
OLED 기판의 합착장치가 개시된다. 본 발명의 OLED 기판의 합착장치는, 합착기 본체 및 제1 기판과 합착될 제2 기판이 흡착되는 흡착면을 갖는 흡착부재와, 제2 기판이 흡착부재의 흡착면에 흡착되기 전에 제2 기판을 흡착면과 나란하게 평탄화시키기 위한 기판 평탄화부를 구비하는 기판 흡착유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 제1 기판(봉지 기판)과 합착될 제2 기판(증착 기판)을 흡착하기 전에 제2 기판을 평탄화시키고 흡착함으로써 흡착 불량의 문제를 개선할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은, OLED 기판의 합착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 제1 기판(봉지 기판)과 합착될 제2 기판(증착 기판)을 흡착하기 전에 제2 기판을 평탄화시키고 흡착함으로써 흡착 불량의 문제를 개선할 수 있는 OLED 기판의 합착장치에 관한 것이다.
OLED(Organic Light-Emitting Diode;유기 발광 다이오드)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하여 스스로 빛을 내는'자체발광형 유기물질'을 말한다. OLED는 낮은 전압에서 구동이 가능하고 얇은 박형으로 만들 수 있으며, 넓은 시야각과 빠른 응답 속도를 갖고 있어 현재의 LCD를 대체할 수 있는 차세대 디스플레이 장치로 각광받고 있다.
OLED는 구동방식에 따라 수동형인 PMOLED와 능동형인 AMOLED로 나눌 수 있다. 특히 AMOLED는 자발광형 디스플레이로서 기존의 디스플레이보다 응답속도가 빠르며, 색감도 자연스럽고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한 AMOLED는 유리 기판이 아닌 필름(Film) 등에 적용하면 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)의 기술을 구현할 수 있게 된다.
이러한 OLED의 제조 공정은 크게 패턴(Pattern) 형성 공정, 유기박막 증착 공정, 봉지 공정, 그리고 유기박막이 증착된 기판과 봉지 공정을 거친 기판을 붙이는 합착 공정이 있다.
합착 공정에서는 봉지 공정을 거친 기판과 증착 공정을 거친 기판을 붙이는 합착 과정이 진행되는데, 주로 봉지 공정을 거친 기판이 하판이 되고, 증착 공정을 거친 기판이 상판이 된다.
두 기판의 합착 과정이 이루어지기에 앞서, 하판과 상판이 대향되도록 상판을 하판의 상측으로 이동시키는 작업이 이루어지는데 상판을 이동시키기 위해 척이 사용된다.
척은, 정전기력으로 기판을 부착하는 정전척, 진공력에 의해 기판을 흡착하는 진공척 및 점착력에 의해 기판을 점착하는 점착척이 마련되며 종래에는 주로 정전척이 주로 사용되었다.
상판을 이동시켜 하판과 합착할 때에는 기판의 평탄도, 평행도 및 위치를 정밀하게 유지시키면서 합착 과정을 진행시키는 것이 중요한데 종래에 주로 사용되던 정전척을 이용하여 상판을 이동시키게 되면 평탄도, 평행도 및 위치를 정밀하게 유지시키는데에 문제가 발생되었다. 특히 기판의 크기가 대형화되면서 기판을 이동시킬 때에 기판의 처짐이 발생되고, 이러한 처짐으로 인해 척과 상판과의 접촉이 완벽하게 이루어지지 않았다.
또한 진공척을 이용한 경우에도 기판의 처짐을 보완하기가 어렵고 이로 인해 진공척이 상판을 흡착하기 어려워 흡착 불량이 발생할 수 있으며 결과적으로 상판과 하판의 합착 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 제1 기판(봉지 기판)과 합착될 제2 기판(증착 기판)을 흡착하기 전에 제2 기판을 평탄화시키고 흡착함으로써 흡착 불량의 문제를 개선할 수 있는 OLED 기판의 합착장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 합착기 본체; 및 제1 기판과 합착될 제2 기판이 흡착되는 흡착면을 갖는 흡착부재와, 상기 제2 기판이 상기 흡착부재의 흡착면에 흡착되기 전에 상기 제2 기판을 상기 흡착면과 나란하게 평탄화시키기 위한 기판 평탄화부를 구비하는 기판 흡착유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 기판 평탄화부는, 상기 제2 기판의 테두리부를 부분적으로 떠받쳐 지지하면서 상기 제2 기판의 테두리부에 대응되도록 다수 개 마련되어 상기 기판을 1차로 평탄화시키는 기판 홀더; 및 상기 기판 홀더에 인접하게 배치되며, 상기 기판 홀더에 의해 지지되지 못하여 중력 방향으로 처진 상기 제2 기판의 중앙 영역을 진공압에 의해 2차로 평탄화시키는 포인트 석션을 포함할 수 있다.
수 있다.상기 기판 홀더는 상기 기판을 떠받쳐 지지하기 쉽도록 단차를 가지며, 상기 기판 홀더 길이 방향에 교차되는 단면 형상이 'ㄴ'자 형태로 형성될 수 있다.
상기 포인트 석션은 다수 개 구비되며, 상기 다수 개의 기판 홀더 사이에서 적어도 삼각 구도로 배치될 수 있다.
상기 포인트 석션은 상기 흡착부재를 부분적으로 통과하도록 배치될 수 있다.
상기 기판 흡착유닛은, 상기 다수 개의 기판 홀더를 동시에 상승/하강 구동시키거나, 상기 다수 개의 기판 홀더를 서로를 향해 접근 및 반대로 이격 구동시키는 기판 홀더 구동부; 상기 포인트 석션을 상기 제2 기판에 대해 상승/하강 구동시키는 포인트 석션 구동부; 및 상기 흡착부재를 상기 제2 기판에 대해 상승/하강 구동시키는 흡착부재 구동부를 포함할 수 있다.
상기 기판 홀더 구동부는, 상기 합착기 본체와 상기 다수 개의 기판 홀더를 연결시키는 구동부 플레이트; 상기 구동부 플레이트와 상기 다수 개의 기판 홀더 사이에 배치되며, 상기 다수 개의 기판 홀더를 서로를 향해 접근시키거나 반대로 이격 구동시키는 수평 방향 구동부; 및 상기 구동부 플레이트와 상기 합착기 본체를 연결시키며, 상기 구동부 플레이트에 연결된 상기 다수 개의 기판 홀더를 동시에 상승/하강 구동시키는 수직 방향 구동부를 포함할 수 있다.
상기 구동부 플레이트에는 미리 결정된 간격만큼 이격되고 장공 형태를 가지며, 상기 포인트 석션이 관통하는 관통홀이 다수 개 형성될 수 있다.
상기 수평 방향 구동부는, 상기 구동부 플레이트와 결합되며, 상기 기판 홀더의 수평 방향 이동을 안내하는 레일; 및 상기 레일과 상기 기판 홀더 사이에서 상기 레일과 상기 기판 홀더를 연결시키는 연결 블록을 포함할 수 있다.
상기 연결 블록과 상기 기판 홀더 사이에는 다수 개 마련되어 상기 연결 블록과 상기 기판 홀더를 상호 결합시키는 결합바가 더 마련될 수 있다.
상기 수직 방향 구동부는, 상기 합착기 본체에 결합되어 상기 다수 개의 기판 홀더의 상승/하강 구동을 위한 구동 모터; 및 일측이 상기 구동부 플레이트에 결합되고 타측은 상기 구동 모터에 연결되는 다수 개의 수직 구동축을 포함할 수 있다.
상기 흡착부재 구동부는, 상기 합착기 본체에 결합되어 상기 흡착부재의 상승/하강 구동을 위한 흡착부재 구동 모터; 및 상기 흡착부재 구동모터와 연결되어 상기 구동부 플레이트를 관통하여 상기 흡착부재와 결합되며, 상기 흡착부재 구동모터의 작동에 따라 상기 흡착부재를 상승/하강 시키는 흡착부재 구동축을 포함할 수 있다.
상기 포인트 석션 구동부는, 상기 합착기 본체에 결합되어 상기 포인트 석션의 상승/하강 구동을 위한 포인트 석션 구동 모터; 상기 포인트 석션 구동 모터에 연결되는 포인트 석션 구동축; 및 상기 다수 개의 포인트 석션과 상기 포인트 석션 구동축을 연결시키는 포인트 석션 블록을 포함할 수 있다.
상기 흡착부재는, 상기 제2 기판을 향한 면이 상기 흡착면을 형성하되 실질적으로 상기 제2 기판을 흡착시키는 진공이 형성되는 다수 개의 진공라인이 두께 방향을 따라 형성되는 진공 스테이지이며, 상기 다수 개의 진공라인의 외곽 영역을 둘러싸도록 상기 흡착면 영역에 결합되어 상기 다수 개의 진공라인에 의해 상기 제2 기판을 흡착하기 전 상기 제2 기판에 탄성적으로 접촉 가압되는 탄성 가압부재를 포함할 수 있다.
상기 탄성 가압부재는 폐루프 형태의 오링(O-Ring)이며, 상기 오링은 상기 흡착부재의 흡착면에서 상기 흡착부재의 두께 방향을 따라 함몰되어 상기 오링이 부분적으로 수용되는 탄성 가압부재 수용홈에 수용될 수 있다.
상기 탄성 가압부재 수용홈에는 상기 흡착부재의 두께 방향을 따라 상기 오링을 상기 제2 기판을 향해 가압하는 가압공기 분사라인이 형성될 수 있다.
본 발명은, 제1 기판(봉지 기판)과 합착될 제2 기판(증착 기판)을 흡착하기 전에 제2 기판을 평탄화시키고 흡착함으로써 흡착 불량의 문제를 개선할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 기판의 합착장치의 합착기 본체와 기판 흡착유닛의 정면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 따른 기판 흡차유닛의 사시도이다.
도 4는 도 1에 따른 흡착부재의 사시도이다.
도 5는 도 4에 따른 A-A'의 단면도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 기판의 합착장치의 작동과정이 도시된 상태도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 따른 기판 흡차유닛의 사시도이다.
도 4는 도 1에 따른 흡착부재의 사시도이다.
도 5는 도 4에 따른 A-A'의 단면도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 기판의 합착장치의 작동과정이 도시된 상태도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도면 대비 설명에 앞서, 이하에서 설명될 기판이란, 유리로 형성된 기판뿐만 아니라 특수 플라스틱이나 필름(Film) 등으로 형성된 다양한 종류의 기판이 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 기판의 합착장치의 합착기 본체와 기판 흡착유닛의 정면도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 따른 기판 흡차유닛의 사시도이며, 도 4는 도 1에 따른 흡착부재의 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 A-A'의 단면도이다.
도 1 내지 도 5을 참조하면 본 실시예에 따른 OLED 기판 합착장치는, 챔버(미도시) 내부에 마련되어 제1 기판(미도시)을 안착시킬 수 있고 제1 기판과 제2 기판(1)의 합착 공정이 진행되는 테이블(미도시)의 상측에 배치되어 제1 기판과 합착될 제2 기판(1)을 제1 기판과 대응되게 정렬시키는 합착기 본체(100)와, 기판 흡착유닛(200)을 포함한다.
여기서 기판 흡착유닛(200)은, 합착기 본체(100)에 마련되어 제2 기판(1)을 흡착하는 흡착면(211)을 갖는 흡착부재(210)와, 흡착부재(210)와 마찬가지로 합착기 본체(100)에 마련되며 제2 기판(1)이 흡착부재(210)와 흡착되기 전 제2 기판(1)을 흡착부재(210)의 흡착면(211)과 나란하게 평탄화시키기 위한 기판 평탄화부(230)를 구비하는 기판 흡착유닛(200)을 포함한다.
본 실시예에 대한 상세한 설명에 앞서 제1 기판과 제2 기판(1)에 대해 간략히 설명하여 보면, OLED는 합착 공정이 이루어지기 전에 증착 공정과 봉지 공정을 거치게 되는데, 하나의 기판에 증착 공정과 봉지 공정이 모두 이루어지는 것이 아니고 하나의 기판에 증착 공정이 이루어지면 다른 하나의 기판에는 봉지 공정이 이루어지게 된다. 이에 따라 앞으로 언급될 제1 기판은 봉지 공정을 거친 봉지 기판을 나타내고, 제2 기판(1)은 증착 공정을 거친 증착 기판을 나타낸다.
먼저 제1 기판(미도시)과 제2 기판(1)의 합착 공정이 이루어지는 챔버(미도시) 내부는 제1 기판과 제2 기판(1)의 합착 공정이 진행될 때 기판이 외부 요소에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위해 챔버 내부를 진공 상태로 유지하도록 한다.
그리고 챔버(미도시) 내부에 마련되는 테이블(미도시) 상(上)에 전술한 바와 같이 외부로부터 인입된 제1 기판이 안착되며, 합착기 본체(100)에 마련된 흡착부재(210)와 기판 평탄화부(230)에 의해 제2 기판(1)을 흡착하고 제1 기판의 상측에서 정렬한 후 제1 기판과 제2 기판(1)의 합착 작업을 진행하게 된다.
한편, 합착기 본체(100)는 전술한 바와 같이 챔버(미도시) 내에 마련된 테이블(미도시)의 상측에서 테이블과 미리 결정된 거리만큼 이격되어 배치될 수 있도록 마련되는데, 테이블과 합착기 본체(100) 사이의 이격 거리는 합착기 본체(100) 하부에 기판 흡착유닛(200)이 결합되고, 제1 기판과 제2 기판(1)을 챔버 내부로 이동시키는 로봇의 암(Arm)인 엔드 이펙터(End effector)의 인/출입 시 간섭이 발생되지 않고 자유롭게 인/출입 할 수 있을 만큼의 여유가 있도록 하여야 한다.
합착기 본체(100)와 결합되는 기판 흡착유닛(200)은, 전술한 바와 같이, 제2 기판을 흡착하는 흡착부재(210)와, 흡착부재(210)가 제2 기판(1)을 흡착하기 전에 제2 기판(1)을 평탄화시키는 기판 평탄화부(230)를 구비한다.
그리고 기판 흡착유닛(200)은, 후술될 다수 개의 기판 홀더(231)를 제2 기판(1)에 대해 동시에 상승/하강 시키거나 다수 개의 기판 홀더(231)가 서로를 향해 접근하거나 반대로 이격되게 구동시키는 기판 홀더 구동부(250)와, 기판 홀더(231)와 마찬가지로 다수 개로 마련되는 후술될 포인트 석션(233)을 제2 기판(1)에 대해 동시에 상승/하강 하도록 구동시키는 포인트 석션 구동부(260)와, 제2 기판(1)을 흡착하는 흡착부재(210)가 제2 기판에 대해 상승/하강 하도록 구동시키는 흡착부재 구동부(270)를 더 포함한다.
먼저 기판 평탄화부(230)에 대해 살펴보면, 기판 평탄화부(230)는 제2 기판(1)의 테두리부를 부분적으로 떠받쳐 지지할 수 있도록 제2 기판(1)의 테두리부에 대응되게 다수 개가 마련되며 제2 기판(1)을 1차로 평탄화시키는 기판 홀더(231)와, 기판 홀더(231)에 인접하게 배치되면서 기판 홀더(231)에 의해 지지되지 못하여 중력 방향으로 처지는 제2 기판(1)의 중앙 영역을 진공압으로 흡입하여 2차로 평탄화시키는 포인트 석션(233)을 포함한다.
제2 기판(1)은 챔버 외부에 마련되는 로봇의 암(arm)인 엔드 이펙터(End Effector)가 제2 기판(1)의 하측면을 떠받쳐 챔버의 내부로 인입시키는데 이 때 제2 기판(1)의 테두리부를 떠받쳐 지지하는 것이 바로 기판 홀더(231)이다. 기판 홀더(231)는 제2 기판(1)을 떠받쳐 지지하기 쉽도록 단차를 갖고 있기 때문에 기판 홀더(231)의 길이 방향(L)에 교차하는 단면의 형태가 'ㄴ'자 형태로 형성된다.
기판 홀더(231)는 제2 기판(1)의 테두리부를 부분적으로 떠받쳐 지지한다고 설명하였으나, 제2 기판(1)을 좀 더 안정적으로 지지하기 위해서는 적어도 제2 기판(1)의 테두리의 길이와 동일하거나 더 길게 형성하는 것이 유리하다.
제2 기판(1)의 테두리부를 지지하는 다수 개의 기판 홀더(231)는 제2 기판(1)의 테두리부와 대응되게 4개의 기판 홀더(231)로 마련된다. 그리고 4개의 기판 홀더(231)에서 상호 마주하는 기판 홀더(231)끼리 한 쌍이 되기 때문에 총 두 쌍의 기판 홀더(231)가 마련된다.
제2 기판(1)은 정사각형 또는 직사각형 형태로 형성될 수 있는데 제2 기판(1)이 직사각형 일 때는 상호 마주하는 한 쌍의 테두리 길이가 다른 한 쌍의 테두리보다 길게 형성된다. 따라서 이러한 기판에도 적용할 수 있도록 기판 홀더(231)에서 한 쌍의 기판 홀더(231)는 다른 한 쌍의 기판 홀더(231)보다 길게 형성될 수 있다. 한편, 본 실시예에서의 제1 기판 및 제2 기판(1)은 정사각형의 형태로 형성된다.
다수 개로 마련되는 기판 홀더(231)는 기판 홀더 구동부(250)에 의해서 상승/하강 및 수평 방향으로 구동할 수 있다.
기판 홀더 구동부(250)는, 합착기 본체(100)와 다수 개의 기판 홀더(231)를 연결시키는 구동부 플레이트(251)와, 구동부 플레이트(251)와 다수 개의 기판 홀더(231) 사이에 배치되어서 다수 개의 기판 홀더(231)를 서로를 향해 접근시키거나 반대로 이격되게 구동시키는 수평 방향 구동부(253)와, 구동부 플레이트(231)와 합착기 본체(100)를 연결시키면서 구동부 플레이트(251)에 연결되는 다수 개의 기판 홀더(231)를 제2 기판(1)에 대해 동시에 상승/하강 시키는 수직 방향 구동부(255)를 포함한다.
구동부 플레이트(251)는 다수 개의 기판 홀더(231)와 결합되는 수평 방향 구동부(253)가 결합되기에 충분한 크기를 갖도록 한다. 그리고 구동부 플레이트(251)에는 미리 결정된 거리만큼 이격되고 장공 형태인 관통홀(251a)이 형성되어 있는데, 이 관통홀(251a)을 통해 포인트 석션(233) 및 후술될 흡착부재 구동부(270)의 흡착부재 구동축(271)이 부분적으로 통과하게 된다.
다수 개의 기판 홀더(231)를 서로를 향해 접근시키거나 반대로 이격되도록 구동시키는 수평 방향 구동부(251)는, 구동부 플레이트(251)의 하측면 테두리부와 결합되며 다수 개의 기판 홀더(231)가 접근 및 이격을 위해 수평 방향으로 이동 시 안내하기 위해 다수 개로 마련되는 레일(253a)과, 레일(253a)과 기판 홀더(231) 사이에 배치되어 레일(253a)과 기판 홀더(231)를 연결시키는 연결 블록(253b)를 포함하는데, 연결 블록(253b)과 기판 홀더(231) 사이에는 연결 블록(253b)과 기판 홀더(231)를 상호 결합시키는 다수 개의 결합바(253c)가 더 마련된다.
한편, 레일(253a)은 LM 가이드 블록이나 리니어 모터일 수 있다.
제2 기판(1)이 챔버(미도시) 내부로 인입하였을 때 다수 개의 기판 홀더(231)를 제2 기판(1)에 대해 동시에 상승/하강 시키는 수직 방향 구동부(255)는, 합착기 본체(100)에 다수 개의 기판 홀더(231)를 상승/하강시킬 수 있는 구동력을 제공하는 구동 모터(미도시)를 구비하며, 일측은 구동부 플레이트(251) 상측면에 결합되고 타측은 합착기 본체(100)에 결합된 구동 모터에 연결되어 구동 모터의 작동에 의해서 상승/하강하는 수직 구동축(255a)을 포함한다.
한편, 다수 개의 기판 홀더(231)에 의해서 테두리부가 지지된 제2 기판(1)에서 제2 기판(1)의 중앙 영역이 중력 방향으로 처짐된 것을 진공압으로 흡입하여 평탄화시킬 수 있도록 마련되는 다수 개의 포인트 석션(233)은 제2 기판(1)의 중앙 영역의 평탄화가 효율적으로 이루어지기 위해서 적어도 삼각 구도로 배치되도록 하는데, 본 실시예에서는 다수 개의 포인트 석션(233)이 사각 구도로 배치된다.
그리고 포인트 석션(233)은 흡착부재(210)이 제2 기판(1)의 전면을 흡착하여야 하기 때문에 흡착부재(210)를 부분적으로 관통하여 배치된다.
본 실시예에서 포인트 석션(233)은 기판 홀더(231)와 마찬가지로 개별적으로 상승/하강하는 것이 아닌 다수 개의 포인트 석션(233)이 동시에 제2 기판(1)에 대해 상승/하강될 수 있도록 구성하고 있다. 이러한 포인트 석션(233)은 포인트 석션 구동부(260)에 의해 작동된다.
포인트 석션 구동부(260)는, 합착기 본체(100)에는 포인트 석션(233)을 상승/하강시키는 구동력을 제공하는 포인트 석션 구동모터(미도시)를 포함하며 이 포인트 석션 구동모터에 포인트 석션 구동축(261)이 마련되는데, 이 포인트 석션 구동축(261)과 다수 개의 포인트 석션(233)을 상호 결합시키기 위한 포인트 석션 블록(263)을 더 포함한다.
포인트 석션(233)에 의해 2차 평탄화까지 진행된 제2 기판(1)의 전면을 흡착하기 위한 흡착부재(210)는, 제2 기판(1)을 향하는 면이 흡착면(211)을 형성하고, 실질적으로 제2 기판(1)을 흡착하기 위해 진공압으로 흡입을 위한 진공이 형성되는 다수 개의 진공라인(213)이 두께 방향을 따라 형성되는 진공 스테이지(210)이다.
그리고 흡착부재(210)는, 다수 개의 진공라인(213)의 외곽 영역을 둘러싸도록 흡착면(211) 영역에 결합되고 다수 개의 진공라인(213)에 의해 제2 기판(1)을 흡착하기 전에 제2 기판(1)에 탄성적으로 접촉 가압되는 탄성 가압부재(215)를 포함한다.
탄성 가압부재(215)는 흡착부재(210)가 진공압으로 흡입하여 제2 기판(1)을 흡착할 때 리크(leak)가 발생되는 것을 방지하기 위해 폐루프 형태의 오링(215, O-ring)으로 마련된다.
그리고 이러한 오링(215)을 흡착부재(210)와 결합시키기 위해 흡착부재(210)의 흡착면(211)에서부터 흡착부재(210)의 두께 방향을 따라서 함몰되어 오링(215)이 부분적으로 수용되는 탄성 가압부재 수용홈(217)이 흡착부재(210)에 형성되는데, 탄성 가압부재 수용홈(217) 역시 오링(215)과 마찬가지로 폐루프 형태로 형성된다.
탄성 가압부재 수용홈(217)에는 오링(215)을 제2 기판(1)을 향해 가압할 수 있도록 가압공기 분사라인(217a)이 흡착부재(210)의 두께 방향을 따라서 관통 형성된다.
한편, 포인트 석션(233)에 대해 설명할 때 전술하였듯이 포인트 석션(233)은 흡착부재(210)를 부분적으로 관통하기 때문에 흡착부재(210)에는 포인트 석션(233)이 부분적으로 관통할 수 있도록 포인트 석션 관통홀(219)이 형성되고, 포인트 석션 관통홀(219)의 길이 방향에 교차되는 단면적은 진공라인(213)이나 가압공기 분사라인(217a)의 길이 방향에 교차되는 단면적보다 크게 형성된다.
이러한 흡착부재(210)를 제2 기판(1)에 대해 상승/하강시키기 위해 흡착부재 구동부(270)가 마련되는데 합착기 본체(100)에는 흡착부재(210)가 제2 기판에 대해 상승/하강하기 위한 흡착부재 구동모터(미도시)가 결합되고, 흡착부재 구동부(270)는, 흡착부재 구동모터와 연결되어 구동부 플레이트(251)를 관통하여 흡착부재(210)와 결합되며 흡착부재 구동모터의 작동에 따라 흡착부재(210)를 상승/하강시키는 흡착부재 구동축(271)을 포함한다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 기판의 합착장치의 작동과정이 도시된 상태도이다. 이하에서 이러한 구성을 갖는 OLED 기판의 합착장치의 작동 과정에 대해 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 로봇(미도시)을 이용하여 챔버 내부로 증착 공정을 거친 제2 기판(1)을 인입하게 되는데 로봇의 암(arm)인 엔드 이펙터(End effector)에 제2 기판(1)을 얹혀 챔버 내부로 인입시킨다. 이 때 엔드 이펙터는 제2 기판(1)의 전면적을 받치고 있는 것이 아니기 때문에 제2 기판(1)의 테두리 영역은 제2 기판(1)의 중앙 영역보다 처지게 되고, 따라서 합착기 본체(100)에 마련된 기판 흡착유닛(200)에 의해 제2 기판(1)을 평탄화시키는 작업이 이루어진다.
엔드 이펙터가 제2 기판(1)을 합착기 본체(100)의 하부에 합착기 본체(100)와 정렬시키면 기판 홀더 구동부(250) 중 수직 방향 구동부(255)가 작동하여 기판 홀더(231)를 제2 기판(1)을 향해 하강시킨다. 이 때 기판 홀더(231)는 제2 기판(1)의 하측면보다 더 낮은 위치에 있도록 한다.
그리고 기판 홀더 구동부(250)의 수평 방향 구동부(253)가 작동하여 기판 홀더(231)를 수평 방향으로 왕복하면서 제2 기판(1)의 테두리부측으로 이동한다. 기판 홀더(231)가 제2 기판(1)의 테두리부와 접촉하게 되면 다시 수직 방향 구동부(255)가 기판 홀더(231)를 제2 기판(1)과 함께 상승시킨다. 이 때 제2 기판(1)은 기판 홀더(231)에 의해 테두리부가 떠받쳐 지지되고 기판 홀더(231)가 단차를 가지기 때문에 제2 기판(1)이 좀 더 안정적으로 지지되는데, 여기까지의 과정이 제2 기판(1)을 1차로 평탄화시키는 과정이다.
한편, 수직 방향 구동부(255)는 기판 홀더(231)와 제2 기판(1)을 엔드 이펙터로부터 완전히 이격되게 상승시키는 것이 아니라, 제2 기판(1)이 엔드 이펙터와 살짝 접촉된 상태가 될 정도로만 상승시키는데 이는 포인트 석션(233)을 이용하여 제2 기판(1)의 중앙 영역을 2차로 평탄화시키는 과정이 용이하게 이루어지도록 하기 위함이다.
전술하였듯이 수직 방향 구동부(255)가 제2 기판(1)의 중앙 영역이 엔드 이펙터와 살짝 접촉된 상태가 될 때까지 상승시키면 이때에는 제2 기판(1)이 엔드 이펙터에 떠받쳐 지지되어 챔버 내부로 인입될 때와 반대로 제2 기판(1)의 중앙 영역이 중력 방향으로 처지는 현상이 발생된다. 따라서 이를 보완하기 위해 포인트 석션(233)을 이용하여 제2 기판(1)의 중앙 영역을 2차로 평탄화시키는 작업이 이루어지는데, 이를 위해 포인트 석션(233)을 구동시키는 포인트 석션 구동부(260)가 작동한다.
포인트 석션 구동부(260)는 본 실시예에서 4개 마련된 포인트 석션(233)을 동시에 제2 기판(1)으로 하강시킨다. 제2 기판(1)을 향하는 포인트 석션(233) 일측이 제2 기판(1)의 상측면과 접촉하게 되면 포인트 석션(233)이 진공압으로 제2 기판(1)을 흡입하여 제2 기판(1)의 중앙 영역이 기판 홀더(231)에 떠받쳐 있는 제2 기판(1)의 테두리부와 비슷해지도록 한다.
이렇게 2차 평탄화 작업까지 이루어지고 나면 흡착부재(210)로 제2 기판(1)의 전면을 흡착하는 작업이 이루어지는데, 이를 위해 흡착부재 구동부(270)가 작동하게 된다.
흡착부재 구동부(270)는 흡착부재(210)를 2차 평탄화 작업까지 이루어진 제2 기판(1)을 향해 하강시킨다. 흡착부재 구동부(270)에 하강된 흡착부재(210)의 흡착면(211)과 제2 기판(1)이 접촉하게 되면, 흡착부재(210)는 진공압으로 제2 기판(1)을 흡입하기 전에 흡착부재(210)에 결합된 탄성 가압부재(215)를 질소 가스(N2 가스)를 이용하여 제2 기판(1)으로 가압한다.
흡착부재(210)에 형성된 탄성 가압부재 수용홈(217)에 결합된 탄성 가압부재(215)인 오링(215,O-ring)은, 탄성 가압부재 수용홈(217)에 흡착부재(210)의 두께 방향으로 관통 형성된 가압공기 분사라인(217a)을 통해 질소 가스(N2 가스)가 공급되면 이 질소 가스에 의해 제2 기판(1)쪽으로 가압되어 제2 기판(1)과 접촉하게 된다.
오링(215)은 폐루프 형태로 형성되어 있기 때문에 오링(215)이 제2 기판(1)에 접촉하게 되면 흡착부재(210)와 제2 기판(1) 사이에 공기가 드나들 수 없게 되고, 이러한 상태에서 흡착부재(210)에 형성된 진공라인(213)을 이용하여 진공압으로 제2 기판(1)을 흡입하게 되면 오링(215)에 의해 리크(leak)가 발생되는 것을 방지하게 된다.
진공압에 의해서 흡착부재(210)가 제2 기판(1)을 흡입하면 제2 기판(1)이 흡착부재(210)의 흡착면(211)에 흡착되고 계속되는 진공압에 의한 흡입으로 오링(215)은 다시 탄성 가압부재 수용홈(217)에 수용 결합되면서 제2 기판(1)이 흡착부재(210)에 완전하게 흡착되는 것이다.
이렇게 흡착부재(210)에 흡착된 제2 기판(1)은 고른 평탄도를 유지할 수 있고, 제2 기판(1)의 평탄화 작업과 흡착 작업이 끝나고 나면, 제2 기판(1)을 챔버 내부로 인입한 엔드 이펙터는 챔버 외부로 인출된 후 다시 제1 기판을 챔버 내부로 인입시켜 챔버 내부에 마련된 테이블에 제1 기판을 안착시키면 제1 기판과 제2 기판(1)의 흡착 작업이 이루어진다.
테이블에 안착된 제1 기판은 봉지 공정을 거친 기판으로 제1 기판이 제2 기판(1)과 마주하는 면에는 실란트라는 접착물질이 도포되어 있는데, 합착기 본체(100)가 합착기 본체(100)에 구비된 흡착부재(210)에 흡착된 제2 기판(1)을 제1 기판과 정렬시킨 후 제2 기판(1)을 제1 기판 쪽으로 하강하여 제1 기판과 합착시키고, UV 경화기가 합착된 제1 기판과 제2 기판(1)을 향해 UV를 조사하게 되면 제1 기판에 묻어있는 실란트가 녹으면서 제1 기판과 제2 기판(1)의 합착이 마무리된다.
이와 같이, 본실시예를 따르면, 제1 기판과 합착되는 제2 기판(1)을 흡착하기 위해 마련되는 기판 흡착유닛(200)에 기판 홀더(231)를 구비하여 제2 기판(1)의 테두리부에 발생되는 처짐을 보완하는 1차 평탄화를 수행하고, 또한 1차 평탄화가 된 제2 기판(1)의 중앙 영역에 발생되는 처짐을 보완하기 위해 포인트 석션(233)을 이용해 진공압을 흡입하여 2차 평탄화를 수행 할 수 있다. 이렇게 1차 및 2차 평탄화 작업을 하게 되면 이후 흡착부재(210)로 제2 기판(1)을 흡착하기가 용이하게 된다.
그리고 제2 기판(1)에 1차, 2차 평탄화 작업을 하고 흡착부재(210)로 진공압으로 제2 기판(1)을 흡입하여 흡착할 때 흡착부재(210)와 제2 기판(1) 사이에 리크(leak)가 발생되는 것을 방지하기 위해 흡착부재(210)에 결합되어 있던 탄성 가압부재(215)를 제2 기판(1) 쪽으로 가압하게 되면 흡착부재(210)와 제2 기판(1) 사이에 발생되던 리크(leak)를 방지할 수 있어 흡착불량이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1: 제2 기판 100: 합착기 본체
210: 흡착부재 211: 흡착면
213: 진공라인 215: 탄성 가압부재
217: 탄성 가압부재 수용홈 217a: 가압공기 분사라인
230: 기판 평탄화부 231: 기판 홀더
233: 포인트 석션 250: 기판 홀더 구동부
251: 구동부 플레이트 253: 수평 방향 구동부
255: 수직 방향 구동부 260: 포인트 석션 구동부
261: 포인트 석션 구동축 270: 흡착부재 구동부
271: 흡착부재 구동축
210: 흡착부재 211: 흡착면
213: 진공라인 215: 탄성 가압부재
217: 탄성 가압부재 수용홈 217a: 가압공기 분사라인
230: 기판 평탄화부 231: 기판 홀더
233: 포인트 석션 250: 기판 홀더 구동부
251: 구동부 플레이트 253: 수평 방향 구동부
255: 수직 방향 구동부 260: 포인트 석션 구동부
261: 포인트 석션 구동축 270: 흡착부재 구동부
271: 흡착부재 구동축
Claims (16)
- 합착기 본체; 및
제1 기판과 합착될 제2 기판을 흡착하는 기판 흡착유닛을 포함하며,
상기 기판 흡착유닛은,
상기 제2 기판이 흡착되는 흡착면을 갖는 흡착부재;
상기 제2 기판의 테두리부를 부분적으로 떠받쳐 지지하면서 상기 제2 기판을 1차로 평탄화시키는 다수의 기판 홀더와, 상기 기판 홀더에 인접하게 배치되고 상기 기판 홀더에 의해 지지되지 못하여 중력 방향으로 처진 상기 제2 기판의 중앙 영역을 진공압에 의해 2차로 평탄화시키는 포인트 석션을 구비하며, 상기 제2 기판이 상기 흡착부재의 흡착면에 흡착되기 전에 상기 제2 기판을 상기 흡착면과 나란하게 평탄화시키는 기판 평탄화부;
상기 다수의 기판 홀더를 동시에 상승/하강 구동시키거나, 상기 다수의 기판 홀더를 서로를 향해 접근 또는 반대로 이격 구동시키는 기판 홀더 구동부;
상기 포인트 석션을 상기 제2 기판에 대해 상승/하강 구동시키는 포인트 석션 구동부; 및
상기 흡착부재를 상기 제2 기판에 대해 상승/하강 구동시키는 흡착부재 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 기판 홀더는 상기 기판을 떠받쳐 지지하기 쉽도록 단차를 가지며,
상기 기판 홀더 길이 방향에 교차되는 단면 형상이 'ㄴ'자 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 제1항에 있어서,
상기 포인트 석션은 다수 개 구비되며, 상기 다수 개의 기판 홀더 사이에서 적어도 삼각 구도로 배치되는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 제1항에 있어서,
상기 포인트 석션은 상기 흡착부재를 부분적으로 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 기판 홀더 구동부는,
상기 합착기 본체와 상기 다수 개의 기판 홀더를 연결시키는 구동부 플레이트;
상기 구동부 플레이트와 상기 다수 개의 기판 홀더 사이에 배치되며, 상기 다수 개의 기판 홀더를 서로를 향해 접근시키거나 반대로 이격 구동시키는 수평 방향 구동부; 및
상기 구동부 플레이트와 상기 합착기 본체를 연결시키며, 상기 구동부 플레이트에 연결된 상기 다수 개의 기판 홀더를 동시에 상승/하강 구동시키는 수직 방향 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 제7항에 있어서,
상기 구동부 플레이트에는 미리 결정된 간격만큼 이격되고 장공 형태를 가지며, 상기 포인트 석션이 관통하는 관통홀이 다수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 제7항에 있어서,
상기 수평 방향 구동부는,
상기 구동부 플레이트와 결합되며, 상기 기판 홀더의 수평 방향 이동을 안내하는 레일; 및
상기 레일과 상기 기판 홀더 사이에서 상기 레일과 상기 기판 홀더를 연결시키는 연결 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 제9항에 있어서,
상기 연결 블록과 상기 기판 홀더 사이에는 다수 개 마련되어 상기 연결 블록과 상기 기판 홀더를 상호 결합시키는 결합바가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 제7항에 있어서,
상기 수직 방향 구동부는,
상기 합착기 본체에 결합되어 상기 다수 개의 기판 홀더의 상승/하강 구동을 위한 구동 모터; 및
일측이 상기 구동부 플레이트에 결합되고 타측은 상기 구동 모터에 연결되는 다수 개의 수직 구동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 제7항에 있어서,
상기 흡착부재 구동부는,
상기 합착기 본체에 결합되어 상기 흡착부재의 상승/하강 구동을 위한 흡착부재 구동 모터; 및
상기 흡착부재 구동모터와 연결되어 상기 구동부 플레이트를 관통하여 상기 흡착부재와 결합되며, 상기 흡착부재 구동모터의 작동에 따라 상기 흡착부재를 상승/하강 시키는 흡착부재 구동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 제1항에 있어서,
상기 포인트 석션 구동부는,
상기 합착기 본체에 결합되어 상기 포인트 석션의 상승/하강 구동을 위한 포인트 석션 구동 모터;
상기 포인트 석션 구동 모터에 연결되는 포인트 석션 구동축; 및
상기 다수 개의 포인트 석션과 상기 포인트 석션 구동축을 연결시키는 포인트 석션 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 제1항에 있어서,
상기 흡착부재는,
상기 제2 기판을 향한 면이 상기 흡착면을 형성하되 실질적으로 상기 제2 기판을 흡착시키는 진공이 형성되는 다수 개의 진공라인이 두께 방향을 따라 형성되는 진공 스테이지이며,
상기 다수 개의 진공라인의 외곽 영역을 둘러싸도록 상기 흡착면 영역에 결합되어 상기 다수 개의 진공라인에 의해 상기 제2 기판을 흡착하기 전 상기 제2 기판에 탄성적으로 접촉 가압되는 탄성 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 제14항에 있어서,
상기 탄성 가압부재는 폐루프 형태의 오링(O-Ring)이며,
상기 오링은 상기 흡착부재의 흡착면에서 상기 흡착부재의 두께 방향을 따라 함몰되어 상기 오링이 부분적으로 수용되는 탄성 가압부재 수용홈에 수용되는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치. - 제15항에 있어서,
상기 탄성 가압부재 수용홈에는 상기 흡착부재의 두께 방향을 따라 상기 오링을 상기 제2 기판을 향해 가압하는 가압공기 분사라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 OLED 기판의 합착장치.
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