KR101234018B1

KR101234018B1 - Ｏｌｅｄ 기판의 합착장치

Info

Publication number: KR101234018B1
Application number: KR1020100096801A
Authority: KR
Inventors: 이상문; 박민호; 김영도; 김영민; 전용배
Original assignee: 주식회사 에스에프에이
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2013-02-18
Also published as: KR20120035342A

Abstract

OLED 기판의 합착장치가 개시된다. 본 발명의 OLED 기판의 합착장치는, 제1 기판에 대해 합착될 제2 기판을 흡착하는 흡착유닛; 및 흡착유닛에 대해 상대 이동 가능하게 연결되며, 제2 기판이 제1 기판에 합착될 때 제1 기판에 대한 제2 기판의 상대적인 평형도가 유지되도록 흡착유닛 쪽으로 가압되는 합착유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 상호 합착될 제1 기판과 제2 기판 간의 상대적인 평형도를 정밀하게 유지시키면서 균일한 가압력을 제공할 수 있어 제1 기판과 제2 기판에 대한 합착 공정의 수율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 품질 향상을 기대할 수 있다.

Description

ＯＬＥＤ 기판의 합착장치{Apparatus for attaching OLED substrates}

본 발명은, OLED 기판의 합착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 상호 합착될 제1 기판과 제2 기판 간의 상대적인 평형도를 정밀하게 유지시키면서 균일한 가압력을 제공할 수 있어 제1 기판과 제2 기판에 대한 합착 공정의 수율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 품질 향상을 기대할 수 있는 OLED 기판의 합착장치에 관한 것이다.

유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, 이하, OLED라 함)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 하판(이하, 제1 기판이라 함)이 되고, 증착 공정을 거친 기판이 상판(이하, 제2 기판이라 함)이 된다.

두 장의 제1 기판과 제2 기판의 합착 과정이 이루어지기에 앞서, 먼저 척을 통해 상판인 제2 기판을 흡착하는 흡착 과정이 진행된다. 이때 사용되는 척은 정전기력으로 기판을 부착하는 정전척, 진공력에 의해 기판을 흡착하는 진공척 및 점착력에 의해 기판을 점착하는 점착척이 사용될 수 있다.

한편, 제2 기판이 척에 흡착되고 나서 척에 흡착된 제2 기판을 제1 기판과 합착할 때에는 기판의 평탄도, 평행도 및 위치(이하, 이들을 통틀어 평형도라 함)를 정밀하게 유지시키면서 합착 공정을 진행시켜야 하는데, 종래의 합착 장치를 통해서는 평형도 조절을 진행시키기 어렵다.

즉 종래 합착 장치에 마련되는 척에서는 평형도 조절이 되지 않기 때문에 척의 상부 영역에서 별도의 조절수단을 이용하여 평형도를 조절해야 했는데, 종래기술의 경우에는 척이 가지고 있는 두께로 인해, 또한 제2 기판과 제1 기판 간의 긴 이격 거리로 인해 합착 공정에서 평형도를 제어하기가 어려운 문제가 있다.

만약, 평형도가 유지되지 않은 채 합착 공정이 진행되면 두 기판 사이에 가압력이 골고루 작용되지 않음으로써, 제1 기판과 제2 기판 사이에 개재되는 합착 실런트(sealant)도 일정하게 분포되지 않아 합착 수율이 떨어지는 문제점이 있으므로 이에 대한 대안이 요구된다.

본 발명의 목적은, 상호 합착될 제1 기판과 제2 기판 간의 상대적인 평형도를 정밀하게 유지시키면서 균일한 가압력을 제공할 수 있어 제1 기판과 제2 기판에 대한 합착 공정의 수율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 품질 향상을 기대할 수 있는 OLED 기판의 합착장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 제1 기판에 대해 합착될 제2 기판을 흡착하는 흡착유닛; 및 상기 흡착유닛에 대해 상대 이동 가능하게 연결되며, 상기 제2 기판이 상기 제1 기판에 합착될 때 상기 제1 기판에 대한 상기 제2 기판의 상대적인 평형도가 유지되도록 상기 흡착유닛 쪽으로 가압되는 합착유닛을 포함하는 OLED 기판의 합착장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 합착유닛은, 상기 흡착유닛에 인접하게 배치되는 합착 플레이트; 및 상기 합착 플레이트와 상기 흡착유닛에 걸쳐 결합되어 상기 합착 플레이트와 상기 흡착유닛과의 평형도를 유지시키는 평형도 유지용 쿠션부를 포함할 수 있다.

상기 합착유닛은 상기 흡착유닛과 상기 합착 플레이트 사이의 상대적인 이격간격을 조절하는 다수의 이격간격 조절부재를 더 포함할 수 있다.

상기 평형도 유지용 쿠션부는 상기 이격간격 조절부재의 둘레 방향을 따라 다수 개 마련되는 폐루프 형태의 합착용 오링(O-Ring)을 포함할 수 있다.

상기 합착용 오링은 상기 합착 플레이트에서 상기 합착 플레이트의 두께 방향을 따라 함몰 형성된 쿠션 수용홈에 부분적으로 수용될 수 있다.

상기 평형도 유지용 쿠션부는 상기 합착용 오링과 함께 평형도 유지를 보조하는 다수의 스프링 푸셔(spring pusher)를 더 포함할 수 있다.

상기 스프링 푸셔는 상기 이격간격 조절부재와 상기 합착용 오링 사이에 개재될 수 있다.

상기 이격간격 조절부재는 상기 흡착유닛과 상기 합착 플레이트의 간격을 미리 설정된 범위 내에서 유지시키는 어저스트 볼트(adjust bolt)를 포함할 수 있다.

상기 이격간격 조절부재는 상기 흡착유닛에 대하여 상기 합착 플레이트를 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 합착되는 방향으로 상대 이동 가능하게 연결하는 슬라이드 볼트(slide bolt)를 더 포함할 수 있다.

상기 합착 플레이트에는 상기 흡착유닛의 상부에 마련되고 상기 흡착유닛의 흡착 공정 시 가스 진입/배출을 유도하는 가스 진입/배출라인이 두께 방향을 따라 형성될 수 있다.

상기 합착유닛은 상기 합착 플레이트에 연결되어 상기 합착 플레이트를 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 합착되는 방향으로 구동시키는 유닛 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 흡착유닛은, 흡착 플레이트; 및 상기 흡착 플레이트에 상기 제2 기판을 흡착시킬 때 올바른 위치로 얼라인시키는 얼라인부를 포함할 수 있다.

상기 흡착 플레이트는, 상기 제2 기판을 향한 면이 상기 흡착면을 형성하되 실질적으로 상기 제2 기판을 흡착시키는 진공이 형성되는 다수 개의 진공라인이 두께 방향을 따라 형성될 수 있으며, 상기 흡착유닛은, 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 흡착용 오링(O-Ring)일 수 있으며, 상기 흡착용 오링은 상기 흡착 플레이트의 흡착면에서 상기 흡착 플레이트의 두께 방향을 따라 함몰 형성된 탄성 가압부재 수용홈에 부분적으로 수용될 수 있다.

상기 탄성 가압부재 수용홈은 상기 흡착용 오링이 수용되도록 두께 방향을 따라 일정한 직경을 유지하다가 상기 흡착면으로 갈수록 단면 직경이 줄어들게 마련될 수 있다.

상기 탄성 가압부재 수용홈에는 상기 흡착 플레이트의 두께 방향을 따라 상기 흡착용 오링을 상기 제2 기판을 향해 가압하는 가압공기 분사라인이 형성될 수 있다.

본 발명은, 상호 합착될 제1 기판과 제2 기판 간의 상대적인 평형도를 정밀하게 유지시키면서 균일한 가압력을 제공할 수 있어 제1 기판과 제2 기판에 대한 합착 공정의 수율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 품질 향상을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 제조용 합착장치에 적용되는 챔버의 사시도이다.
도 2는 OLED 기판의 합착장치를 도시한 개략적인 측면 구조도이다.
도 3은 흡착 플레이트의 저면도이다.
도 4는 도 4의 A-A라인의 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 기판의 합착장치의 합착 공정이 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, OLED 소자 형성을 위한 유리로 형성된 기판을 말하는 것이나, LCD 및 그 밖의 다른 장치소자를 생산하는 경우, 유리 외에 특수 플라스틱이나 필름(Film) 등의 합성 고분자 재질로 형성될 수 있다.

OLED 제조 공정에서, 합착 공정이 이루어지기 전에 각 기판의 증착 공정과 봉지 공정 및 제2 기판의 흡착 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 기판으로서 하판을 나타내고, 제2 기판은 증착 공정을 거친 증착 기판으로서 상판이 됨을 전제로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 제조용 합착장치에 적용되는 챔버의 사시도이고, 도 2는 OLED 기판의 합착장치를 도시한 개략적인 측면 구조도이고, 도 3은 흡착 플레이트의 저면도이며, 도 4는 도 3의 A-A라인의 단면도이다.

합착유닛(300)의 구체적인 구조 설명에 앞서 본 실시예의 OLED 기판의 합착장치(100)에 대해 간략하게 부연한다. 본 실시예의 OLED 기판의 합착장치(100)는, 봉지 공정이 끝난 제1 기판(2)을 미리 설정된 해당 위치에 배치시킨 다음, 제2 기판(1)과 상호 접면되어 상호 정밀한 평형도를 유지하도록 한 후에, 제1 기판(2)과 제2 기판(1)을 상호 합착시키는 합착 공정을 진행하는 장치이다. 합착 공정이 진행되기 전에 제2 기판(1)을 정위치에 배치하고 고정하는 흡착 공정이 선행된다(도 2 참조).

제1 기판(2)과 제2 기판(1)의 흡착 공정과 합착 공정은 도 1에 도시된 바와 같은 진공 상태의 챔버(10)내에서 이루어지는데, 이는 제1 기판(2)과 제2 기판(1)의 흡착 공정과 합착 공정이 진행될 때 기판이 외부 요소에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위함이다.

여기서, 평형도를 유지하는 것은 제2 기판(1)과 제1 기판(2)이 상호 전체 면적에 걸쳐서 나란하게 배치되어 상호 접촉 시 균일하게 접촉되는 것을 말한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 기판의 합착장치(100)는, 제1 기판(2)에 대해 합착될 제2 기판(1)을 흡착하는 흡착유닛(200)과, 흡착유닛(200)에 대해 상대 이동 가능하게 연결되며 제2 기판(1)이 제1 기판(2)에 합착될 때 제1 기판(2)에 대한 제2 기판(1)의 상대적인 평형도가 유지되도록 흡착유닛(200) 쪽으로 가압되는 합착유닛(300)을 포함한다.

흡착유닛(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 기판(1)을 흡착하는 흡착면을 갖는 흡착 플레이트(210)와, 다수 개의 진공라인(213)에 의해 제2 기판(1)을 흡착하기 전에 제2 기판(1)에 탄성적으로 접촉 가압되는 탄성 가압부재(220)와, 제2 기판(1)이 흡착 플레이트(210)와 흡착되기 전 제2 기판(1)을 흡착 플레이트(210)의 흡착면에 정렬시키는 얼라인부(230)를 포함한다.

흡착 플레이트(210)에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 그 두께 방향을 따라 다수 개의 진공라인(213)이 형성된다. 진공라인(213)은 흡착 작업이 진행될 때 가스가 유입/흡입될 수 있는 통로가 된다.

흡착 플레이트(210)의 흡착면(211)에는 두께 방향으로 함몰 형성된 탄성 가압부재 제1 수용홈(218)과 탄성 가압부재 제2 수용홈(217)이 마련된다. 각 탄성 가압부재 수용홈(217, 218)은 흡착면(211)의 외곽 둘레를 따라 형성되어 탄성 가압부재(220)가 수용 결합될 수 있게 한다.

본 실시예에서는 탄성 가압부재 수용홈(217, 218)이 폐루프 형태의 띠를 이루어 2개가 마련된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 흡착면(211)의 최외곽 둘레를 따라 형성되는 탄성 가압부재 제1 수용홈(218)과 탄성 가압부재 제1 수용홈(218)의 내측에 마련되는 탄성 가압부재 제2 수용홈(217)이 마련된다.

탄성 가압부재 제1 수용홈(218)에는 가압용 오링(222)이 부분적으로 수용되어, 흡착유닛(200)에 제2 기판(1)을 흡착한 이후 제1 기판(2)과 합착 공정 시 흡착유닛(200)에 전달되는 가압력이 제1 기판(2)의 전면적에 가압력을 균일하게 분포하도록 하며 합착을 용이하게 하는 역할을 한다.

탄성 가압부재 제2 수용홈(217)의 상부 측에는 흡착용 오링(221)을 제2 기판(1)을 향해 가압할 수 있도록 가압공기 분사라인(217a)이 흡착 플레이트(210)의 두께 방향을 따라서 관통 형성된다. 탄성 가압부재 제2 수용홈(217)의 하단부 영역에는 흡착용 오링(221)이 부분적으로 수용된다. 이러한 탄성 가압부재 수용홈(217, 218)의 형상은 탄성 가압부재(220)에 대한 설명에서 하기로 한다.

탄성 가압부재(220)는 합착 공정에서 제1 기판(2)과 제2 기판(1) 간의 합착이 용이하게 하는 역할을 하거나 흡착 플레이트(210)가 진공압으로 흡입하여 제2 기판(1)을 흡착할 때 제2 기판(1)과 흡착 플레이트(210) 사이에 수밀성을 확보하여 리크(leak)가 발생되는 것을 방지한다.

본 실시예에서는 탄성 가압부재(220)로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 탄성 재질의 폐루프 형태의 흡착용 오링(221, O-ring)과 가압용 오링(222)으로 마련된다.

흡착용 오링(221)의 기능을 설명하면, 탄성 가압부재 제2 수용홈(217)은 가압공기 분사라인(217a)과 연결되고 탄성 가압부재 제2 수용홈(217)에 수용 결합되는 흡착용 오링(221)은 질소 가스 또는 진공압에 의해 상하 운동이 가능하게 구성되어 있다.

즉, 흡착 공정이 개시될 때에는 가압공기 분사라인(217a)을 통해 진입하는 질소 가스의 압력에 의해 흡착용 오링(221)이 흡착면(211)으로부터 부분적으로 노출된다. 이로 인해 흡착 공정 시 제2 기판(1)과 흡착 플레이트의 흡착면(211)이 직접적으로 접촉되지 않고 흡착용 오링(221)이 점접촉을 함으로써, 제2 기판(1)을 보호하는 일종의 쿠션 기능을 수행한다.

이후 진공의 압력으로 석션(suction)이 진행되면 가압공기 분사라인(217a)을 통해 진공압이 작용할 때 흡착용 오링(221)의 내측에 있는 영역을 외부와 차단하여 수밀성을 보장하며 진공 상태를 유지하게 한다. 진공압이 계속 작용함에 따라 흡착용 오링(221)을 탄성 가압부재 수용홈(217) 내부로 빨아올려 흡착 플레이트(210)로 완전히 수용 결합되고, 이와 동시에 제2 기판(1)이 흡착면(211) 상에 완전히 흡착되게 된다. 이처럼 흡착용 오링(221)은, 흡착용 오링(221)의 내측 공간을 외부 공간과 차단하는 격벽 역할을 수행하여 리크를 차단함으로써 진공압에 의한 흡착 기능이 보다 원활해지도록 한다.

한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성 가압부재 수용홈(217, 218)의 단면 형상은 탄성 가압부재(220)가 수용되도록 일정한 직경을 유지하다가 흡착면(211)으로 갈수록 단면 직경이 줄어들게 형성된다.

탄성 가압부재 수용홈(217, 218)의 단면 형상이 원형으로 일정하게 유지되는 구간은, 흡착용 오링(221)이 탄성 가압부재 수용홈(217)에 실질적으로 끼워맞춤되는 구조를 형성한다. 이를 통해, 가압공기 분사라인(217a)을 통해 가압되는 질소 가스와 진공압으로 감압될 때 흡착용 오링(221)이 종래보다 신뢰성 있게 가압되고 흡입되는 상하 운동을 수행할 수 있게 한다. 또한 단면 직경이 흡착면(211)으로 갈수록 줄어드는 형상은, 탄성 가압부재(220)의 단면 직경보다 탄성 가압부재 수용홈(217, 218)의 직경이 상대적으로 적게 형성되어 흡착용 오링(221) 및 가압용 오링(222)이 탈착되지 않게 한다.

얼라인부(230)는 합착기 본체(101)의 상부에 마련되어, 제2 기판(1)을 흡착 플레이트(210)에 흡착시키기 전에 정위치에 배치시키는 역할을 수행하는데 이를 위해, 얼라인부(230)는 기판 홀더(미도시)와, 기판 홀더를 전후/좌우 구동시키는 구동수단(미도시)을 구비할 수 있다. 이들의 구조에 대해서는 편의상 생략하도록 한다.

이밖에 흡착유닛(200)에는 가압/진공 가스 분사 구동수단(미도시)이 더 포함될 수 있다. 가압/진공 가스 분사 구동수단은 가압공기 분사라인(217a)과 연결되어 흡착 공정 시 질소 가스를 분사하고 진공압으로 압축 동작을 수행한다. 가압/진공 가스 분사 구동수단은 컴프레셔(compressor) 등이 이용될 수 있을 것이다.

그리고 본 실시예에서는 흡착 플레이트(210)를 상하 구동시키는 역할을 유닛 구동부(340)가 병행하여 수행될 수 있도록 마련되나 이와 달리, 흡착 플레이트 구동부(미도시)를 개별적으로 마련하여 흡착 플레이트(210)를 개별 구동 및 개별 제어를 하더라도 무방할 것이다.

이러한 흡착 공정에 대해 간단히 설명하면, 로봇(미도시)을 이용하여 챔버 내부로 증착 공정을 거친 제2 기판(1)을 인입시킨다. 인입된 제2 기판(1)은 흡착 플레이트(210)와 흡착 전에 얼라인부(230)를 통한 얼라인하는 전처리 공정이 이루어진다.

이후, 가압공기 분사라인(217a)을 통해 질소 가스가 가압되면 탄성 가압부재 제2 수용홈(217) 내부의 흡착용 오링(221)이 하방으로 가압되고 흡착용 오링(221)이 흡착면(211)으로부터 부분적으로 노출된다.

제2 기판(1)과 접촉한 다음, 다시 진공압에 의해서 흡착 플레이트(210)가 제2 기판(1)을 흡입하면 제2 기판(1)이 흡착 플레이트(210)의 흡착면(211)에 흡착되고 계속되는 진공압에 의한 흡입으로 오링(215)은 다시 탄성 가압부재 제2 수용홈(217)에 수용 결합되면서 제2 기판(1)이 흡착 플레이트(210)에 완전하게 흡착된다.

전술한 흡착 공정이 완료되면, 챔버(10) 내부에 마련되는 테이블(미도시) 상에 전술한 바와 같이 외부로부터 인입된 제1 기판(2)이 안착되며, 제2 기판(1)이 제1 기판(2)의 상측에서 정렬한 후 제1 기판(2)과 제2 기판(1)의 합착 공정이 진행된다.

한편, 합착유닛(300)은 흡착유닛(200)에 인접하게 배치되는 합착플레이트(310)와, 합착 플레이트(310)와 흡착유닛(200)에 걸쳐 결합되어 합착 플레이트(310)와 흡착유닛(200)과의 평형도 유지를 위한 평형도 유지용 쿠션부(320)와, 흡착유닛(200)과 합착 플레이트(310) 사이에 상대적인 이격간격을 조절하는 다수의 이격간격 조절부재(330)와, 합착 플레이트(310)를 상하 방향으로 구동시키는 유닛 구동부(340)를 포함한다.

합착 플레이트(310)는, 흡착유닛(200)의 상부에 마련되어 흡착 플레이트(210)와 접촉면을 형성한다.

엄밀히 말하면, 합착 플레이트(310)의 평형도 유지용 쿠션부(320)가 흡착 플레이트(210)와 접촉면을 형성한다. 그리고 합착 플레이트(310)의 상측에 마련된 유닛 구동부(340)가 가압함에 따라 합착 공정이 진행된다.

합착 플레이트(310)와 흡착유닛(200)의 접촉면에 개재되는 평형도 유지용 쿠션부(340)를 수용하기 위하여 합착 플레이트(310)의 저면에는 두께 방향으로 함몰 형성된 쿠션 수용홈(311)이 마련된다.

쿠션 수용홈(311)은 이격간격 조절부재(330)의 외곽 둘레를 따라 다수 개(이격간격 조절부재의 개수만큼)가 형성된다. 이를 통해, 평형도 유지용 쿠션부(340)가 부분적으로 수용 결합되어 노출됨으로써, 합착 공정 시 합착 플레이트(310)와 흡착유닛(200)이 상호 점접촉할 수 있다.

합착 플레이트(310)의 중앙 영역에는 두께 방향으로 관통 형성되는 가스 진입/배출라인(312)이 형성된다. 가스 진입/배출라인(312)은 흡착유닛(200)의 진공라인(213)과 상호 연결되게 구성됨으로써, 흡착 공정에서 질소 가스를 배출하고 진공압으로 흡입이 가능하도록 한다.

본 실시예에서는 가스 진입/배출라인(312)이 합착 플레이트(310)의 중심부를 기준으로 2개로 마련하였으나, 필요에 따라 또는 효율성을 고려하여 다수 개가 마련되어도 무방하다. 한편, 가스 진입/배출이 효율적으로 진행되도록 흡착유닛(200)과 합착 플레이트(310) 사이의 공간은 밀폐수단(미도시)으로 엄격히 차폐될 필요가 있는데 이에 대해서는 생략하였다.

전술한 바와 같이, 실제 흡착 플레이트(210)에 합착 플레이트(310)가 접촉되는 부분은 흡착 플레이트(210)에 대응하는 합착 플레이트(310)의 전면이 아니라 합착 플레이트(310)에 부분적으로 수용 결합되는 평형도 유지용 쿠션부(320)이다.

평형도 유지용 쿠션부(320)는 합착 플레이트(310)와 흡착유닛(200)과의 평형도를 유지하는 역할을 하고 합착 플레이트(310)의 구동부로부터 가해지는 가압력이 흡착유닛(200)에 균일하도록 하는 역할을 한다.

이를 위해, 평형도 유지용 쿠션부(320)는 합착 플레이트(310)와 흡착 플레이트(210) 사이에 개재되어 탄성력을 제공하는 합착용 오링(321)과, 합착용 오링(321)에 인접하여 배치되어 합착용 오링(321)에 가해지는 가압력을 분산하고 지지하는 스프링 푸셔(322)를 포함한다.

합착용 오링(321)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 이격간격 조절부재의 둘레 방향을 따라 다수 개가 마련된다.

이러한 합착용 오링(321)은 합착 플레이트(310)에서 합착 플레이트(310)의 두께 방향을 따라 함몰 형성된 쿠션 수용홈(311)에 부분적으로 수용 결합된다. 그리고 합착용 오링(321)은 흡착 플레이트(210)에 점접촉하며 합착 플레이트(310)의 구동부에서 가해지는 가압력을 흡착유닛(200)으로 전달하게 된다.

이때, 탄성 재질의 합착용 오링(321)으로 인해, 흡착유닛(200)이 다소 경사져서 합착된다 하더라도 가압 플레이트(310)에 접촉하여 합착되는 순간에는 흡착유닛(200)의 전면적에 가압력이 균일하게 전달될 수 있게 한다.

스프링 푸셔(322)는 합착용 오링(321)의 인접 배치되어 합착용 오링(321)에 걸리는 가압력을 보조하고 지지하는 역할을 수행한다.

이격간격 조절부재(330)는, 합착 플레이트(310)와 흡착 플레이트(210) 사이의 간격을 일정 범위 내를 유지하게 하며 어셈블리 분해를 방지하는 역할을 수행한다.

이를 위해, 이격간격 조절부재(330)는, 합착 플레이트(310)에 일정 간격을 두고 두께 방향을 따라 형성되는 다수 개의 슬라이드 볼트(332, slide bolt)와, 슬라이드 볼트(332)들 사이에 배치되어 흡착 플레이트(210)와 합착 플레이트(310) 간의 간격을 조절하는 어저스트 볼트(331, adjust bolt)를 포함한다.

슬라이드 볼트(332)는 흡착유닛(200)에 대하여 합착 플레이트(310)가 상하 방향으로 상대 이동 가능하게 하여 수평 방향으로의 이동을 제한하는 역할을 한다.

어저스트 볼트(331)는 흡착유닛(200)과 합착 플레이트(310) 사이의 간격을 미세 조정하는 역할을 한다. 이러한 어저스트 볼트(331)를 체결하고 해제함으로써 평형도 유지용 쿠션부(320)의 가압력을 미세하게 가감시켜 평형도를 조절할 수 있게 된다.

그리고 어저스트 볼트(331)가 최대로 결합될 때에는 최소 1mm의 간격을 유지하게 하여, 가압력이 과도하게 걸리더라도 평형도 유지용 쿠션부(320)가 파손됨을 방지하는 한편, 평형도 유지용 쿠션부(320)의 쿠션 기능이 보장될 수 있는 이격 공간을 확보할 수 있다.

본 실시예에서는 모서리부에 4개의 어저스트 볼트(331)와 각 변의 중앙 영역, 그리고 중심 영역에 1개씩 총 5개의 슬라이드 볼트(332)를 마련하고 있다. 따라서 도 2의 개략적인 측면도를 참조하면 합착유닛(300)의 중앙 구역에 1개의 슬라이드 볼트(332)가 마련되고 슬라이드 볼트(332)를 기준으로 좌우에 각각 1개씩의 어저스트 볼트(331)가 마련되게 된다. 허나 이와는 달리, 흡착유닛(200)과 합착 플레이트(310) 사이의 간격을 조절과 기능에 영향을 미치지 않는 한 어저스트 볼트(331)와 슬라이드 볼트(332)의 위치와 개수는 변경될 수 있을 것이다.

유닛 구동부(340)는, 합착유닛(300)에 연결되어 합착유닛(300)과 흡착유닛(200)이 상호 결합된 채 하방으로 가압하는 가압력을 제공하는 역할을 한다.

이를 위해, 합착 플레이트(310)를 제1 기판(2)에 대해 상승/하강시키기 위해 유닛 구동부(270)가 마련되고 합착기 본체(101)에는 합착 플레이트(310)가 제1 기판(2)에 대해 상승/하강하기 위한 합착 플레이트 구동모터(미도시)가 결합될 수 있다. 본 실시예에서는 흡착 플레이트 구동부와 유닛 구동부를 동일하다고 보고 설명하였으나, 이와 달리, 개별적으로 구성을 마련하고 개별 구동하도록 할 수도 있을 것이다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 기판의 합착장치의 합착 공정이 도시된 상태도이다. 이하에서 이러한 구성을 갖는 OLED 기판의 합착장치(100)의 합착 공정에 대해 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 로봇은 챔버(미도시) 외부로 인출된 후 다시 제1 기판(2)을 챔버 내부로 인입시켜 챔버 내부에 마련된 테이블(3)에 제1 기판(2)을 안착시킨다.

도 5는 설명의 편의를 위해 흡착유닛(200)이 수평 라인을 기준으로 반시계 방향으로 1도 기울여져 합착유닛(300)과 결합된다. 소정의 각도로 틸팅(tilting)된 흡착유닛(200)과 연결된 합착유닛(300)이 합착 플레이트(310)의 구동부에 의해 하방으로 구동된다. 이때, 합착유닛(300)의 오른쪽 영역에 배치된 합착용 오링(321)은 흡착유닛(200)에 점 접촉되고 왼쪽 영역에 배치된 합착용 오링(321)은 소정 간격(어저스트 볼트(331)의 최대 허용치 범위의 간격)이 이격되어 유지된다.

이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 계속하여 합착 플레이트(310)의 구동부가 가압하게 됨에 따라 합착유닛(300)이 제1 기판(2)에 접촉할 때까지 이동되고 합착유닛(300)의 오른편 영역의 합착용 오링(321)에만 가압되고 탄성력이 작용한다.

가압력이 계속 작용함에 따라 오른쪽 영역의 합착용 오링(321)은 가압력을 분산하여 흡착유닛(200)에 전달하고 제2 기판(1) 및 제1 기판(2)에 순차적으로 전달된다. 이후 작용하는 가압력이 왼쪽 영역으로 분산되고 점차 왼쪽 영역의 합착용 오링(321)도 흡착유닛(200)에 접촉하게 된다. 결국 합착유닛(300)에 대하여 흡착유닛(200)이 상대적으로 시계 방향으로 회동하는 결과가 된다.

가압력이 흡착유닛(200)의 일부 국부 영역에만 작용한다 하더라도, 합착용 오링(321)이 그 가압력을 흡착유닛(200)에 분산하여 전달시킬 수 있어 기판 전면에 걸쳐 가압력이 균일하게 제공될 수 있다. 평형도가 보장된 상태에서 합착 공정이 진행됨으로써 합착 수율이 향상될 수 있다.

마지막으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 가압력이 흡착유닛(200)의 전면적에 균일하게 분포되며 합착 공정이 진행되게 된다.

테이블에 안착된 제1 기판(2)은 봉지 공정을 거친 기판으로 제1 기판(2)이 제2 기판(1)과 마주하는 면에는 실란트(S, sealant)라는 접착물질이 도포되어 있는데, 합착 공정이 진행되어 제1 기판(2)과 제2 기판(1)이 합착된다.

그리고 UV 경화기가 합착된 제1 기판(2)과 제2 기판(1)을 향해 UV를 조사하게 되면 제1 기판(2)에 묻어있는 실란트(S)가 녹으면서 제1 기판(2)과 제2 기판(1)의 합착 공정이 마무리된다.

이와 같이, 본 실시예를 따르면, 합착 플레이트(310)의 구동부의 하방으로 균일한 가압력이 가해질 수 있어 제1 기판과 제2 기판(1) 사이에 개재되는 실런트(S)의 폭을 일정하게 하여 기판의 전면적에 일정하고 균일하게 가압력을 제공할 수 있게 되어 합착 수율이 향상될 수 있다.

그리고 합착 공정에서 평형도 유지용 쿠션부(320)가 평형도를 보정하는 역할을 수행함으로써, 제1 기판(2)에 대해 상대적으로 제2 기판(1)이 다소 틸팅(tilting)되더라도 합착 공정이 원활히 수행될 수 있다.

또한 합착 플레이트(310)와 흡착유닛(200) 사이에 탄성 재질의 평형도 유지용 쿠션부(320)가 개재됨으로써, 합착 공정 시 제1 기판(2)과 제2 기판(1)의 국부 영역에 가압력이 치중되어 제1 및 제2 기판(1, 2)이 파괴되거나 불량이 발생되는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 각 구성이 흡착유닛(200)과 합착유닛(300)으로 구분하고 이들을 별개의 부품으로 가정하여 개별적으로 설명하였으나, 이와 달리 흡착 플레이트(210)와 합착 플레이트(310)는 하나의 어셈블리를 구성하여 흡착 공정과 합착 공정이 진행되도록 구성하여도 본 발명의 권리범위 내에 속할 것이다.

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 2: 제1 기판
101 : 합착기 본체 200 : 흡착유닛
210 : 흡착 플레이트 211 : 흡착면
213 : 진공라인 217 : 가압부재 제1 수용홈
217a: 가압공기 분사라인 218 : 가압부재 제2 수용홈
221 : 흡착용 오링 222 : 가압용 오링
300 : 합착유닛 310 : 합착 플레이트
320 : 평형도 유지용 쿠션부 330 : 이격간격 조절부재
340 : 유닛 구동부

Claims

제1 기판에 대해 합착될 제2 기판을 흡착하는 흡착유닛; 및
상기 흡착유닛에 대해 상대 이동 가능하게 연결되며, 상기 제2 기판이 상기 제1 기판에 합착될 때 상기 제1 기판에 대한 상기 제2 기판의 상대적인 평형도가 유지되도록 상기 흡착유닛 쪽으로 가압되는 합착유닛을 포함하며,
상기 합착유닛은,
상기 흡착유닛에 인접하게 배치되는 합착 플레이트;
상기 합착 플레이트와 상기 흡착유닛에 걸쳐 결합되어 상기 합착 플레이트와 상기 흡착유닛과의 평형도를 유지시키는 평형도 유지용 쿠션부; 및
상기 흡착유닛과 상기 합착 플레이트 사이의 상대적인 이격간격을 조절하는 다수의 이격간격 조절부재를 포함하는 OLED 기판의 합착장치.
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제1항에 있어서,
상기 평형도 유지용 쿠션부는 상기 이격간격 조절부재의 둘레 방향을 따라 다수 개 마련되는 폐루프 형태의 합착용 오링(O-Ring)을 포함하는 OLED 기판의 합착장치.
제4항에 있어서,
상기 합착용 오링은 상기 합착 플레이트에서 상기 합착 플레이트의 두께 방향을 따라 함몰 형성된 쿠션 수용홈에 부분적으로 수용되는 OLED 기판의 합착장치.
제4항에 있어서,
상기 평형도 유지용 쿠션부는 상기 합착용 오링과 함께 평형도 유지를 보조하는 다수의 스프링 푸셔(spring pusher)를 더 포함하는 OLED 기판의 합착장치.
제6항에 있어서,
상기 스프링 푸셔는 상기 이격간격 조절부재와 상기 합착용 오링 사이에 개재되는 OLED 기판의 합착장치.
제1항에 있어서,
상기 이격간격 조절부재는 상기 흡착유닛과 상기 합착 플레이트의 간격을 미리 설정된 범위 내에서 유지시키는 어저스트 볼트(adjust bolt)를 포함하는 OLED 기판의 합착장치.
제8항에 있어서,
상기 이격간격 조절부재는 상기 흡착유닛에 대하여 상기 합착 플레이트를 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 합착되는 방향으로 상대 이동 가능하게 연결하는 슬라이드 볼트(slide bolt)를 더 포함하는 OLED 기판의 합착장치.
제1항에 있어서,
상기 합착 플레이트에는 상기 흡착유닛의 상부에 마련되고 상기 흡착유닛의 흡착 공정 시 가스 진입/배출을 유도하는 가스 진입/배출라인이 두께 방향을 따라 형성되는 진공 스테이지인 OLED 기판의 합착장치.
제1항에 있어서,
상기 합착유닛은 상기 합착 플레이트에 연결되어 상기 합착 플레이트를 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 합착되는 방향으로 구동시키는 유닛 구동부를 더 포함하는 OLED 기판의 합착장치.
제1항에 있어서,
상기 흡착유닛은,
흡착 플레이트; 및
상기 흡착 플레이트에 상기 제2 기판을 흡착시킬 때 올바른 위치로 얼라인시키는 얼라인부를 포함하는 OLED 기판의 합착장치.
제12항에 있어서,
상기 흡착 플레이트는 상기 제2 기판을 향한 면이 흡착면을 형성하되 상기 제2 기판을 흡착시키는 진공이 형성되는 다수 개의 진공라인이 두께 방향을 따라 형성되며,
상기 흡착유닛은, 상기 다수 개의 진공라인의 외곽 영역을 둘러싸도록 상기 흡착 플레이트의 흡착면 영역에 결합되어 상기 다수 개의 진공라인에 의해 상기 제2 기판을 흡착하기 전 상기 제2 기판에 탄성적으로 접촉 가압되는 탄성 가압부재를 포함하는 OLED 기판의 합착장치.
제13항에 있어서,
상기 탄성 가압부재는 폐루프 형태의 흡착용 오링(O-Ring)이며,
상기 흡착용 오링은 상기 흡착 플레이트의 흡착면에서 상기 흡착 플레이트의 두께 방향을 따라 함몰 형성된 탄성 가압부재 수용홈에 부분적으로 수용되는 OLED 기판의 합착장치.
제14항에 있어서,
상기 탄성 가압부재 수용홈은 상기 흡착용 오링이 수용되도록 두께 방향을 따라 일정한 직경을 유지하다가 상기 흡착 플레이트의 흡착면으로 갈수록 단면 직경이 줄어들게 마련되는 OLED 기판의 합착장치.
제14항에 있어서,
상기 탄성 가압부재 수용홈에는 상기 흡착 플레이트의 두께 방향을 따라 상기 흡착용 오링을 상기 제2 기판을 향해 가압하는 가압공기 분사라인이 형성되는 OLED 기판의 합착장치.