KR101272299B1 - Ａｍｏｌｅｄ 패널 제작용 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작용 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조 장치에 관한 것으로, 그 목적은 Y방향 스커트가 형성된 분할 마스크를 준비후 이를 직접 그리퍼가 파지하여 순차적으로 용접위치까지 이동시키고, 용접시 주름을 방지하도록 Y방향 스커트를 인장하는 Y방향 그리퍼를 구비한 수평 이동형 그리퍼와, 분할마스크의 셀에 형성된 스트라이프와 마더글라스 패턴간의 위치결정도를 높이도록 하는 배사조명 장치를 포함하여 구성함으로써 고정세의 분할 마스크 프레임 어세블리를 제조하는 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 구성은 한쌍의 분할 마스크 이송용 리니어서보모터(1)와; 상기 리니어서보모터에 각각 탑재되어 분할마스크(71)를 파지후 인장력을 가하는 복수개의 분할마스크 그리퍼(21)와, 상기 분할마스크 양측면에 형성된 Y방향스커트를 파지하고 인장하는 Y방향 그리퍼(22)로 분할 마스크를 설정된 프레임 위치까지 수평이동시키는 수평 이동형 그리퍼(2)와; 고정 설치된 프레임 하부쪽으로 마더글라스(31)와 마더글라스쪽으로 조명을 비추는 배사조명장치(32)를 순차 로딩하는 마더글라스 및 배사조명 업다운 장치(3)와; 상기 마스크 이송용 리니어서보모터 상부쪽에 설치되어 하부에 탑재된 비전 및 레이저 용접장치를 X,Y,Z 방향으로 이송하는 이송장치(4)와; 상기 이송장치에 탑재된 낙사조명장치가 설치된 카메라(51), 레이저변위센서 및 레이저용접장치(52)를 구비한 비전 및 레이저 용접장치(5);를 포함하여 구성된 ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작용 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조 장치를 발명의 특징으로 한다.

Description

ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작용 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조 장치{Apparatus for manufacturing divided mask frame assembly for manufacturing AMOLED panel}

본 발명은 ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작용 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조 장치에 관한 것으로, 자세하게는 대면적의 ＴＶ 또는 모바일용 ＡＭＯＬＥＤ 패널용 수평형 Mask Frame Assembly 제작을 위한 그리퍼 장치 및 배사조명장치를 가진 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조장치로, 특히 대면적의 다면취 마스크 프레임 어셈블리를 제조하기 위해 양측면에 X 스커트만 있는 혹은 Y방향 스커트가 형성된 다수개의 분할 마스크를 순차적으로 파지하여 공급하는 수평 이동형 그리퍼와, 이 수평 이동형 그리퍼에 설치되어 폭이 큰 분할 마스크가 폭방향으로 주름이 생기지 않게 Y방향 스커트를 상부방향으로 파지후 인장하는 Y방향 그리퍼와, 분할마스크의 셀에 형성된 스트라이프와 마더글라스 패턴간의 위치결정도를 정밀하게 측정하여 위치결정도를 높이기 위한 배사조명 장치를 포함하여 고정세의 마스크 프레임 어세블리를 제조하는 장치에 관한 것이다.

OLED(유기발광다이오드)는 반응속도가 박막트랜지스터액정표시장치(TFT LCD)보다 월등히 빠르다. 또 자체 발광으로 백라이트 없이 두께와 무게를 3분의 1이나 줄일 수 있으며 넓은 시야각과 저전력 소비 구조를 자랑하는 차세대 디스플레이이다.

이러한 OLED는 AM방식(능동)과 PM방식(수동)으로 나뉜다. PMOLED는 AMOLED에 비해 제작단가가 낮고, 소비전력, 수명과 해상도에 한계가 있다. AMOLED는 각 화소마다 TFT와 커패시터가 있으며 소비전력, 수명, 해상도 측면 모두에서 우수하기 때문에, TFT의 제작으로 인해 제조비용이 높아진다는 단점을 딛고, 현재 각 분야의 활발한 개발과 양산 시도가 이어지고 있다.

무엇보다 AMOLED의 강점은 무엇보다 화질 경쟁력이다. 최대 경쟁자인 LCD에 비해 색 재현율은 30% 포인트나 높고 명암비는 20배나 뛰어나다. LCD의 최대 약점인 동영상의 잔상현상도 AMOLED에서는 찾아볼 수 없다. 이는 LCD가 백라이트라는 간법광원을 액정, 컬러필터 등을 통과시키며 다소 복잡하게 화면을 연출하는 반면에 AMOLED는 유기물질이 자체 발광해 곧바로 자연색의 화면을 재현하기 때문이다.

더욱이 OLED는 LCD와 비교해 구조가 단순해 제조에 있어, 부품측면에서 매우 유리하다.

그러나 OLED는 재료 원가, 구동회로, 드라이버 IC 가격을 보면, OLED는 감가상각이 차지하는 비율이 전체 원가의 반에 이를 정도로 크다. 이는 OLED가 아직 소비자들에게 대중화되지 않아 대량생산에 의한 제조 단가 효과를 보기 어렵기 때문이다. 하지만 시간이 지나고 물량이 증가하면, 이 감가상각비가 줄어 가격적인 면에서 LCD와의 경쟁이 가능해 질 것으로 기대된다. 그 이유는 자체발광 방식으로 BLU와 컬러필터가 필요하지 않은 등 부품이 적고, 단순하기 때문에 충분히 단가를 낮출수 있기 때문이다.

따라서 가격경쟁력을 갖추기 위해서는 감가상각비를 줄이기 위한 각계의 노력이 필요하다.

그렇지만 대량생산을 위해서는 아직까지는 넘어야 할 기술적인 문제점들이 있다. 즉, 빛을 내는 유기물질이 제조환경에 매우 민감해 품질이 높은 양질의 디스플레이를 만들기가 여간 힘들지 않아 낮은 수율의 문제를 극복해야하는 과제가 있고, 향 후 대형화될수록 수율 확보는 더 어려워지는 시스템적인 문제들이 있다.

이하 원장방식 마스크프레임어셈블리를 이용 유기물 증착기에서 AMOLED를 제조하는 원리를 보인 예시도를 도시하고 있는 도 11을 참고하여 AMOLED(능동형 유기발광다이오드)를 이용한 종래 디스플레이패널의 제조방법을 살펴본다.

원장방식 AMOLED 디스플레이 패널의 기본 구조는 유리기판 위에 양전극인 ITO(Induim-Tin-Oxide)를 형성하고 그 상면에 R, G, B 유기물을 증착하고, 다시 그 위에 음전극을 형성후 양전극과 음전극을 통전시켜 발광토록 하는 간단한 구조를 가진다.

이러한 기본 구성을 가진 AMOLED 디스플레이를 제조하기 위한 종래 마스크 스트레칭(Mask Stretching) 방식은 마스크(Mask)를 정해진 타겟(Target) 위치로 맞추는 방식으로 원장방식 마스크 프레임 어셈블리(Mask Frame Assembly)의 스트라이프(Stripe) 위치 정도를 측정하여 보상하는 플로우(Flow)를 반복적으로 수행하여 메칭(Matching)하는 방식이다.

따라서 유기 증착기 내 유리기판 소자의 R.G,B 자리와 Mask의 Open 부위가 정확하게 매칭(Matching)되어 증착 소스(Source)에서 유기물을 증발(Evaporating)시키면서 유기물이 유리기판 소자 내 격벽 사이에 정확하게 증착할 수 있도록 유도해주는 마스크 프레임 어셈블리의 정밀도가 매우 중요하다.

이러한 마스크 프레임 어셈블리 중 원장 마스크(Mask)를 적용한 스트레칭(Stretching) 방식은 원장 마스크(Mask) 자체의 제작 오차, 마스크 결점에 따른 수율저하 및 소재업체에서 공급된 마스크 코일 사이즈(Mask Coil Size)등의 한계로 인해 현재 가능한 것은 4세대 하프(Half)급의 30" 원장 TV 수준이며, 최대화 사이즈(Size)는 42" 단면취 수준이 최고수준의 기술이다. 하지만 증착을 위한 소모품 구성이 고가여서 그 경제성에서 한계성을 지니고 있다.

이런 이유로 종래의 양산된 AMOLED는 대부분 소형의 패널 크기만을 가진다. 즉, 하나의 원장으로 이루어진 마스크를 사용하여 마스크 프레임 어셈블리를 제조한 것으로 대면적의 AMOLED를 생산시 그 크기의 한계가 있다. 하나의 원장으로 된 마스크를 이용하여 대형화하기 어려운 이유는 마스크 원재료인 코일의 공급 크기가 대형화에 필요한 크기 사이즈로 생산되지 않고 있기 때문이다. 즉, 채산성의 문제로 코일 생산업체에서는 AMOLED 디스플레이 업체에서 필요로 하는 크기를 생산하지 않기 때문이다.

한편, 도 12는 종래 낙사조명을 이용한 위치 정렬 정도를 측정하는 예시도이다. 도시된 바와 같이 낙사조명을 위한 구성은 하부에 마스크 프레임 상부에 링플레쉬(도시생략)가 설치된 카메라를 위치시킨 후 하부방향으로 비추도록 구성된다. 이와 같이 낙사조명을 하게 되면 카메라는 분할마스크에 형성된 스프라이프 가공된 틈새 공간을 통해 Al 재질의 마더글라스 고정 지그 상부에 설치된 마더글라스 상의 패턴을 촬영하여 패턴의 위치가 분할마스크의 셀에 형성된 스트라이프 틈새를 통해 패턴이 균일한 간격으로 위치하고 있는지를 확인하게 된다. 만약 스트라이프 틈새를 통해 확인된 패턴의 위치가 정위치에 있는지 여부가 정밀하게 측정되지 않는다면 오정렬된 분할마스크가 프레임에 용접될 수 있고, 이 경우 유기소스를 증착하여 AMOLED 패널 제작시 불량품만 양산되게 된다.

이러한 이유 때문에 정밀한 측정이 중요하지만 종래 낙사조명을 사용시는 분할마스크 표면거칠기 및 불균일한 에칭상태에 의한 난반사 등으로 인한 노이즈 등으로 조명의 휘도 균일성 저하문제가 있다.

또한 해상도 증대로 인한 스트라이프 폭이 줄어듦으로 인한 상부 낙사조명에 의한 그림자 때문에 스트라이프 경계부문의 확인 불가 문제 등등이 있어 낙사조명 방식만으로는 정확한 위치 정렬 확인 측정이 한계에 봉착하게 되었다.

이 때문에 설사 마더글라스 패턴의 위치가 스트라이프의 틈새 공간부에 제대로 정렬하여 있어도 측정이 불가능할 수도 있다는 문제점이 있다.

국내 공개특허공보 공개번호 10-2010-0114685(2010.10.26.) 국내 특허등록공보 등록번호 10-0941007(2010.02.01.) 국내 공개특허공보 공개번호 10-2002-0070843(2002.09.11.) 국내 공개특허공보 공개번호 10-2009-0052203(2009.05.25.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 분할 마스크를 이용하여 대면적의 ＴＶ 또는 모바일용 ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작시 양측면에 Y방향 스커트가 형성된 분할 마스크를 준비후 이를 직접 그리퍼가 파지하여 순차적으로 용접위치까지 이동하도록 하고, 용접시 폭방향 길이가 커진 분할 마스크에 발생하는 주름을 방지할수 있도록 Y방향 스커트를 상부방향으로 파지후 인장하는 Y방향 그리퍼를 구비한 수평 이동형 그리퍼와, 이동된 분할마스크를 용접하기 전에 분할마스크의 셀에 형성된 스트라이프와 마더글라스 패턴간의 위치결정도를 높이도록 하는 배사조명 장치를 포함하여 구성함으로써 고정세의 분할 마스크 프레임 어세블리를 제조하는 장치를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 마더글라스를 통한 배사조명을 가능케 하고 조명에 의한 분할마스크의 열화를 방지하기 위해 마더글라스 지그를 석영 재질로 한 분할 마스크 프레임 어세블리를 제조하는 장치를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 배사조명을 설치하여 분할마스크의 셀에 형성된 스트라이프와 마더글라스 패턴간의 위치결정도를 측정시 조명 열화에 의한 위치결정도 오차를 줄이기 위해 조명을 에지타입 LED 백라이트로 구성한 분할 마스크 프레임 어세블리를 제조하는 장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은, 한쌍의 분할 마스크 이송용 리니어서보모터와;

상기 리니어서보모터에 각각 탑재되어 분할마스크를 파지후 인장력을 가하는 복수개의 분할마스크 그리퍼와, 상기 분할마스크 양측면에 형성된 Y방향스커트를 파지하고 인장하는 Y방향 그리퍼로 분할 마스크를 설정된 프레임 위치까지 수평이동시키는 수평 이동형 그리퍼와;

고정 설치된 프레임 하부쪽으로 마더글라스와 마더글라스쪽으로 조명을 비추는 배사조명장치를 순차 로딩하는 마더글라스 및 배사조명 업다운 장치와;

상기 마스크 이송용 리니어서보모터 상부쪽에 설치되어 하부에 탑재된 비전 및 레이저 용접장치를 X,Y,Z 방향으로 이송하는 이송장치와;

상기 이송장치에 탑재된 낙사조명장치가 설치된 카메라, 레이저변위센서 및 레이저용접장치를 구비한 비전 및 레이저 용접장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 AMOLED Panel 제조공정 중 증착용 Mask Frmae Assumbly 공정에 있어 대면적의 ＴＶ 또는 모바일용 ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작을 위한 수평형 Mask Frame Assembly 제작을 위한 그리퍼 장치 및 배사조명장치를 가진 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조 장치를 제공함으로써 달성된다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 수평 이동형 그리퍼는 리니어서보모터를 구성하는 가이드 레일 및 가이드 레일 상부에 설치된 가이드블록 상부에 복수개의 분할마스크 그리퍼 및 복수개의 분할마스크 그리퍼 양측단에 설치된 Y방향 그리퍼가 연동되어 이송되도록 구성할 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 Y방향 그리퍼는 분할마스크에 형성된 Y방향 스커트를 지지하는 마스크 가이드롤러와;

이 가이드롤러를 업다운시키는 롤러 승하강 유닛과;

상기 Y방향 스커트를 파지하는 마스크 클램퍼와;

마스크 클램퍼를 작동시키는 마스크 클램퍼 실린더와;

상기 마스크 클램퍼와 마스크 클램프 실린더를 탑재한 클램프블럭과;

상기 클램프블럭을 전후진 하여 인장력을 가하는 인장실린더;를 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 클램프블럭은 그 하부에 경사방향 전후진을 가이드하는 경사블록과;

경사블록 하부에 결합된 가이드블록을 분할마스크 그리퍼의 전후진 방향에 따라 슬라이딩 시키는 가이드 레일이 설치될 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 마더글라스는 그 하부에 석영 재질의 투명한 마더글라스 지그가 위치하여 지지토록 구성할 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 배사조명장치는 LED를 광원으로 한 LED 조명장치로 구성할 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 LED 조명장치는 광원이 측방향에서 제공되는 에지형 LED 조명장치로 구성할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은 분할 마스크를 이용하여 대면적의 ＴＶ 또는 모바일용 ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작시 양측면에 Y방향 스커트가 형성된 분할 마스크를 준비후 이를 직접 수평 이동형 그리퍼가 파지하여 순차적으로 용접위치까지 이동하도록 하도록 함으로써 그리퍼 숫자를 줄이면서도 분할마스크의 사이즈 변경에 대응하여 항시 정확한 프레임 위치에 분할마스크를 공급하여 위치 시킬 수 있다는 장점과,

또한 수평 이동형 그리퍼에 설치된 Y방향 그리퍼가 폭방향 길이가 커진 분할 마스크에 발생하는 주름을 방지하도록 분할마스크에 형성한 Y방향 스커트를 임의의 각도로 상부방향쪽으로 파지하여 인장함으로써 주름을 방지하였다는 장점과,

또한 분할마스크의 셀에 형성된 스트라이프와 마더글라스 패턴간의 위치결정도를 높이도록 하는 배사조명 장치를 포함하여 구성함으로써 고정세의 분할 마스크 프레임 어세블리 제조가 가능하다는 장점과,

또한 배사조명을 설치하여 분할마스크의 셀에 형성된 스트라이프와 마더글라스 패턴간의 위치결정도를 측정시 석영재질로된 투명한 마더글라스 지그 및 에지타입 LED 백라이트를 사용함으로써 조명 열화에 의한 위치결정도 오차를 줄여 고정세의 대면적 AMOLED 패널을 제조할 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 분할 마스크 프레임 어셈블리 장치를 보인 개략적인 평면 구성도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 분할 마스크 프레임 어셈블리 장치를 보인 개략적인 정면 구성도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 분할 마스크 프레임 어셈블리 장치를 보인 개략적인 측면 구성도이고,
도 4은 본 발명의 한 실시예에 따른 Y방향그리퍼가 장치된 수평이동형 그리퍼의 일부를 보인 확대 예시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 배사조명을 이용한 위치 정렬 정도를 측정을 보인 예시도이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 배사조명 장치가 구성된 프레임 장변 방향 마더글라스 및 배사조명 업다운 장치를 보인 예시도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 배사조명 장치가 구성된 프레임 단변 방향 마더글라스 및 배사조명 업다운 장치를 보인 예시도이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따라 Y방향 그리퍼가 분할형 마스크의 Y스커트를 인장하는 작용을 보인 예시도이고,
도 9는 본 발명에 따른 Y방향그리퍼가 분할형 마스크의 Y스커트를 인장에 따른 주름 높이 개선을 보인 그래프이고,
도 10은 본 발명의 배사조명하에 촬영된 PPA(Pixel Position Accuracy) 측정 결과와 종래 방식 측정결과를 보인 예시도이고,
도 11은 종래 원장방식 마스크프레임어셈블리를 이용 유기물 증착기에서 AMOLED를 제조하는 원리를 보인 예시도이고,
도 12는 종래 낙사조명을 이용한 위치 정렬 정도를 측정하는 예시도이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 분할 마스크 프레임 어셈블리 장치를 보인 개략적인 평면 구성도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 분할 마스크 프레임 어셈블리 장치를 보인 개략적인 정면 구성도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 분할 마스크 프레임 어셈블리 장치를 보인 개략적인 측면 구성도이고, 도 4은 본 발명의 한 실시예에 따른 Y방향그리퍼가 장치된 수평이동형 그리퍼의 일요부를 보인 확대 예시도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 배사조명을 이용한 위치 정렬 정도를 측정을 보인 예시도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 배사조명 장치가 구성된 프레임 장변 방향 마더글라스 및 배사조명 업다운 장치를 보인 예시도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 배사조명 장치가 구성된 프레임 단변 방향 마더글라스 및 배사조명 업다운 장치를 보인 예시도이다. 도면 중 생략된 부분은 확대 도면을 통해 설명한다.

도시된 바와 같이 본 발명의 분할 마스크 프레임 어셈블리 장치는, 상부에 탑재된 수평 이동형 그리퍼를 이송시키는 한쌍의 분할 마스크 이송용 리니어서보모터(1)와;

마주보게 설치된 상기 분할 마스크 이송용 리니어서보모터 상부에 각각 탑재되어 분할마스크 로딩장치(6)로부터 인계받은 분할마스크(71)를 파지후 설정된 프레임 위치까지 수평이동후 인장력을 가하면서 위치를 정렬하는 복수개의 분할마스크 그리퍼(21)와, 복수개로 이루어진 분할마스크 그리퍼 양측단 쪽에 설치되어 분할마스크 양측면에 형성된 Y방향스커트를 파지하고 인장하는 Y방향 그리퍼(22)로 이루어진 수평 이동형 그리퍼(2)와;

프레임공급장치(미도시됨)를 통해 이송된 프레임(72)을 상부쪽에 고정시키고, 고정된 프레임 하부쪽으로 마더글라스(31)를 로딩하고, 마더글라스 하부쪽에 위치하여 조명을 비추는 배사조명장치(32)를 순차 로딩하는 마더글라스 및 배사조명 업다운 장치(3)와;

상기 마스크 이송용 리니어서보모터 상부쪽에 설치되어 하부에 탑재된 비전 및 레이저 용접장치를 X,Y,Z 방향으로 이송하는 이송장치(4)와;

상기 이송장치 하부에 탑재되어 분할마스크의 홀과 그 하부에 위치한 마더글라스 패턴간의 위치 정도를 측정하고 용접하는 낙사조명장치가 설치된 카메라(51), 레이저변위센서 및 레이저용접장치(52)를 구비한 비전 및 레이저 용접장치(5);를 포함하여 구성된다.

상기 수평 이동형 그리퍼(2)는 리니어서보모터(1)를 구성하는 가이드 레일(11) 및 가이드 레일 상부에 설치된 가이드블록(12) 상부에 복수개의 분할마스크 그리퍼(21) 및 복수개의 분할마스크 그리퍼(21) 양측단에 설치된 Y방향 그리퍼(22)가 연동되어 이송되도록 구성된다. 그 외 미설명된 분할마스크 그리퍼를 작동시키는 실린더 및 가이드 레일상에서 전후진 시키는 모터등의 구성은 통상적인 장치이므로 구체적인 설명은 생략한다. 이러한 공지의 구성을 제외한 수평 이동형 그리퍼(2)에서 본 발명만의 특징은 종래처럼 상기한 분할마스크 그리퍼가 고정된 위치에서 분할마스크를 파지하여 인장하도록 구성된 것이 아니라 이러한 파지 및 인장작용을 하되, 그 설치위치가 리니어서버모터 상부에 탑재되어 프레임 기준 장변 또는 단변방향에 설치되어 이동하여 분할마스크를 이동시킨다는 점, 그리고 폭이 늘어난 분할마스크의 주름을 예방하기 위해 Y방향 스커트가 형성된 분할마스크를 준비후 이를 Y방향으로 파지하여 인장하는 Y방향 그리퍼를 구비하였다는 점이다.

이하 본 발명의 한실시예에 따른 Y방향 그리퍼의 구성을 구체적으로 살펴본다.

상기 Y방향 그리퍼(22)는 분할마스크(71)의 길이방향 기준 양단의 양측방향에 형성된 Y방향 스커트(711)를 지지하는 마스크 가이드롤러(2201)와, 이 가이드롤러가 장치된 롤러 지지구(2202)를 업다운시키는 롤러 승하강 유닛(2203)과, 상기 롤러 업다운 유닛을 지지하도록 가이드블록(2204)에 설치된 지지체(2205)와, 상기 가이드롤러(2201)가 가이드하는 Y방향 스커트(711)를 파지하도록 일측이 힌지결합된 마스크 클램퍼(2206)와, 일측은 마스크 클램퍼 상부쪽에서 힌지결합되어 마스크 클램퍼를 작동시키고 타측은 클램프블럭과 힌지 결합된 마스크 클램퍼 실린더(2207)와, 상기 마스크 클램퍼와 마스크 클램프 실린더를 탑재한 클램프블럭(2208)과, 클램프블럭을 전후진 하여 인장력을 가하는 인장실린더(2209)와; 상기 클램프블럭의 경사방향 전후진을 가이드하는 경사블록(2210)과, 경사블록 하부에 결합된 가이드블록(2204)을 분할마스크 그리퍼의 전후진 방향에 따라 슬라이딩 시키는 가이드 레일(2211)로 이루어진다.

상기 승하강 유닛은 실린더 방식 또는 모터 방식중 어느 것을 사용해도 된다.

상기 배사조명장치(32)는 항시 마더글라스 및 배사조명 업다운 장치(3)에 장치되는 것으로, 상부방향으로 빛을 조사하여 마더글라스(31)의 패턴 주변을 밝게 하여 낙사조명하의 카메라가 선명한 영상을 얻게 된다. 이때 마더글라스(31)를 지지하고 있는 마더글라스 지그(33)는 석영(Quarts)재질의 투명한 지그를 사용함으로써 배사조명장치(32)의 빛이 마더글라스를 조사하게 된다. 이러한 마더글라스 지그(33)는 배사조명장치(32)에 의한 분할 마스크의 조명 열화를 방지하게 된다.

이와 같은 조사가 이루어지면 패턴을 제외한 마더글라스가 밝게 빛나게 되어 패턴과의 명암 차이가 커지게 된다. 이와 같이 패턴과 그외 마더글라스 표면과의 명암 차이가 커지면 마더글라스의 패턴 및 분할마스크 홀(또는 스트라이프)를 통한 위치 정렬 측정을 위해 낙사조명하에서 카메라가 촬영시 정확한 윤곽을 촬영할 수 있게 된다.

이때 본 발명은 배사조명장치는 일반적인 광원 대신 LED를 광원으로 한 LED 조명장치로 구성하였다. 특히 본 발명에서 사용되는 LED 조명장치는 조명장치의 열에 의한 분할마스크 등의 조명 열화를 방지하기 위해 광원이 측면에 설치된 에지형 LED 조명장치를 사용하였다. 에지형 LED 조명장치는 일반적으로 최근 LCD TV등의 백라이트로 사용되는 공지의 구성이고, 상용의 제품형식 중 어느 것을 사용해도 되므로 구체적인 구조나 구성은 생략한다.

참고로 상기 낙사조명장치는 카메라 렌즈의 둘레에 설치된 링 플레쉬 또는 렌즈와 별도의 위치에 설치된 하부방향 조사용 플레쉬이다.

또한 상기 마더글라스 및 배사조명 업다운 장치는 미설명되었지만 복수개의 실린더를 통해 승하강되도록 구성되고, 프레임 및 마더글라스를 지지하는 구조가 구비되고, 또한 이 장치를 전체를 수평방향으로 이송하는 이송장치가 구비되는데 이와 같은 구성은 일반적인 업다운 장치 구성이므로, 도시되거나 도시되지 않았어도 통상의 지식을 가진자가 도면을 통해 용이하게 실시 할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

또한 도면중 마더글라스, 마더글라스지그 및 배사조명장치를 로딩하여 위치시키고 지지하는 수단들은 서로 간섭하는 것처럼 보이나 실제로는 로딩하는 작동을 보인 것으로 모든 로딩작업이 끝나면 배사조명장치 상부에는 투명재질의 매사조명장치와 마더글라스가 위치하고, 마더글라스 상부에 아주 근접되게 이송되어 인장되면서 위치를 매칭하고 있는 분할 마스크만 위치하게 됨은 주지의 사실이다.

상기 X,Y,Z 방향으로 이송하는 이송장치(4)는 수평 이동형 그리퍼와 동일방향으로 이동하는 가이드레일 및 가이드블록으로 이루어진 한쌍의 X방향 이송장치(41)와, 한쌍의 X방향 이송장치의 가이드블록간을 가로질러 형성된 가이드레일 및 가이드블록으로 이루어진 Y방향 이송장치(42)와, Y방향 이송장치의 가이드블록에 설치되어 상하로 승하강하도록 구성된 Z방향 이송장치(43)로 구성되어, 이 Z방향 이송장치에 레이저변위센서 및 레이저용접장치가 장치되게 된다.

이러한 이송장치의 구동원리 역시 일반적인 구성이라 통상의 지식을 가진자가 도면을 통해 용이하게 실시 할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

또한 도면에서 미설명 되었으나 본 발명의 장치 구성은 클린룸안에 설치되는 것으로, 이는 고도의 청정도를 요구하는 반도체나 TV 또는 마스크프레임 제조공정에서 일상적으로 이루어지는 환경이므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따라 Y방향 그리퍼가 분할형 마스크의 Y스커트를 인장하는 작용을 보인 예시도이다. 도시된 바와 같이 롤러 승하강 유닛(2203)의 승하강에 따라 마스크 가이드롤러(2201)가 상승하거나 하강하여 분할마스크(71)의 길이방향 기준 양단의 양측방향에 형성된 Y방향 스커트(711)에 장력을 인가하거나 풀어주면서 마스크 클램퍼(2206)의 인장력을 도와주는 것을 알 수 있다. 이와 같은 마스크 가이드롤러(2201)가 없으면 마스크 클램퍼(2206)가 Y방향 스커트(711)를 파지하여 인장시 Y방향 스커트(711)의 각도가 너무 껏이는 문제와 분할마스크 그리퍼(21)의 파지력을 저하시키거나 파손시킬 문제가 있지만 이러한 문제점이 마스크 가이드롤러(2201) 때문에 해결된다.

또한 마스크 클램퍼(2206)는 마스크 클램퍼 실린더(2207)의 작동에 따라 클램퍼의 상부쪽이 들리거나 내려가 파지를 하게 된다.

또한 마스크 클램퍼(2206)에 의한 인장력은 인장실린더(2209)가 전후진 함에 따라 파지된 Y방향 스커트에 대한 인장력을 조절하게 된다. 이러한 인장력 조절에 따라 폭이 큰 분할마스크의 주름이 방지되게 된다. 이와 같이 주름이 방지된 상태에서 용접이 이루어지게 용접이 끝난후 스트레칭된 인장력이 유지되어 고정세의 마스크프레임어셈블리가 제조되게 된다.

용접후 Y방향 스커트는 제거하여 이웃하는 분할마스크에 대한 간섭을 없애야 한다. 제거방법은 레이저용접장치를 이용하여 커팅하면 된다.

이와 같이 Y방향 스커트가 제거되면 다시 처음부터 분할마스크를 가지고 와서 위치 정도를 측정후 용접하면 된다.

도 9는 본 발명에 따른 Y방향그리퍼가 분할형 마스크의 Y스커트를 인장에 따른 주름 높이 개선을 보인 그래프이다. 이로부터 본 발명에 따른 Y방향그리퍼에 의한 Y방향스커트에 인장력을 가한상태에서 용접함에 따른 효과를 알 수 있다. 왼쪽분할마스크에서의 라인1, 라인2, 라인3에서의 주름 높이 변화는 순서대로 오른쪽 하부 그래프의 계열 1, 2, 3에 해당하는 것으로, 이러한 라인 3개에서의 그래프 값은 각 Line의 Min(최소)-Max(최대) 높이 값이 20㎛임을 알 수 있다 종래 Line의 Min(최소)-Max(최대) 높이 값이 120㎛에서 획기적으로 개선된 것임을 알 수 있다. 상기 그래프에서 좌측 Y축 값의 단위는 mm이고, 우측 X 축값인 1 ~34까지의 값은 좌측에 도시된 분할마스크의 각 라인 1, 2, 3에서의 측정 지점 개수이다.

도 10은 본 발명의 배사조명하에 촬영된 PPA 측정 결과와 종래 방식 측정결과를 보인 예시도이다.

도시된 바와 같이 낙사조명을 이용시는 분할마스크 표면거칠기 및 불균일한 에칭상태에 의한 난반사 등으로 인한 노이즈 등으로 조명의 휘도 균일성 저하문제가 있다. 또한 해상도 증대로 인한 스트라이프 폭이 줄어듦으로 인한 상부 낙사조명에 의한 그림자 때문에 스트라이프 경계부문의 확인 불가 문제 등등이 있어 낙사조명 방식만으로는 정확한 위치 정렬 확인 측정이 한계에 봉착하게 된다. 이 때문에 설사 마더글라스 패턴의 위치가 스트라이프의 틈새 공간부에 제대로 정렬하여 있어도 측정이 불가능할 수도 있다는 문제점이 있었다.

하지만 본 발명에 따른 배사조명이 제공됨으로써 종래 낙사 조명만을 사용할 때 발생하던 표면 거칠기 등에 의한 문제 발생이 해결되어 카메라에 의해 촬영된 영상이 선명한 명암을 가진 영상을 얻었음을 알 수 있다. 이와 같이 분할마스크의 홀(또는 스프라이프)의 오픈공간에 마더글라스의 패턴이 균일한 간격을 가졌음을 확인할 수 있는 선명한 영상이 뒷받침됨으로 인해 본 발명의 수평 이동형 그리퍼의 분할마스크 그리퍼가 분할마스크를 파지한 상태에서 정확한 프레임 위치로 위치시켜 인장력을 가할수 있고, 여기에 Y방향 그리퍼가 Y방향스커트에 대한 인장력을 가해 고정세의 마스크프레임어셈블리가 제조되게 된다. 즉, PPA Accuracy가 향상되게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 리니어서보모터 (2) : 수평 이동형 그리퍼
(3) : 마더글라스 및 배사조명 업다운 장치 (4) : 이송장치
(5) : 비전 및 레이저 용접장치 (6) : 분할마스크 로딩장치
(11) : 가이드 레일 (12) : 가이드블록
(21) : 분할마스크 그리퍼 (22) : Y방향 그리퍼
(31) : 마더글라스 (32) : 배사조명장치
(33) : 마더글라스 지그 (41) : X방향 이송장치
(42) : Y방향 이송장치 (43) : Z방향 이송장치
(51) : 낙사조명장치가 설치된 카메라
(52) : 레이저변위센서 및 레이저용접장치
(71) : 분할마스크 (72) : 프레임
(711) : Y방향 스커트 (2201) : 마스크 가이드롤러
(2202) : 롤러 지지구 (2203) : 롤러 승하강 유닛
(2204) : 슬라이드 블록 (2205) : 지지체
(2206) : 마스크 클램프 (2207) : 마스크 클램퍼 실린더
(2208) : 클램프블럭 (2209) : 인장실린더
(2210) : 경사블록 (2211) : 가이드레일

Claims (7)

1. 한쌍의 분할 마스크 이송용 리니어서보모터(1)와;
   상기 리니어서보모터에 각각 탑재되어 분할마스크(71)를 파지후 인장력을 가하는 복수개의 분할마스크 그리퍼(21)와, 상기 분할마스크 양측면에 형성된 Y방향스커트를 파지하고 인장하는 Y방향 그리퍼(22)로 분할 마스크를 설정된 프레임 위치까지 수평이동시키는 수평 이동형 그리퍼(2)와;
   고정 설치된 프레임 하부쪽으로 마더글라스(31)와 마더글라스쪽으로 조명을 비추는 배사조명장치(32)를 순차 로딩하는 마더글라스 및 배사조명 업다운 장치(3)와;
   상기 마스크 이송용 리니어서보모터 상부쪽에 설치되어 하부에 탑재된 비전 및 레이저 용접장치를 X,Y,Z 방향으로 이송하는 이송장치(4)와;
   상기 이송장치에 탑재된 낙사조명장치가 설치된 카메라(51), 레이저변위센서 및 레이저용접장치(52)를 구비한 비전 및 레이저 용접장치(5);를 포함하여 구성하되,
   
   상기 Y방향 그리퍼(22)는 분할마스크(71)에 형성된 Y방향 스커트(711)를 지지하는 마스크 가이드롤러(2201)와; 이 가이드롤러를 업다운시키는 롤러 승하강 유닛(2203)과; 상기 Y방향 스커트(711)를 파지하는 마스크 클램퍼(2206)와; 마스크 클램퍼를 작동시키는 마스크 클램퍼 실린더(2207)와; 상기 마스크 클램퍼와 마스크 클램프 실린더를 탑재한 클램프블럭(2208)과; 상기 클램프블럭을 전후진 하여 인장력을 가하는 인장실린더(2209);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작용 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 수평 이동형 그리퍼(2)는 리니어서보모터(1)를 구성하는 가이드 레일(11) 및 가이드 레일 상부에 설치된 가이드블록(12) 상부에 복수개의 분할마스크 그리퍼(21) 및 복수개의 분할마스크 그리퍼(21) 양측단에 설치된 Y방향 그리퍼(22)가 연동되어 이송되도록 구성된 것을 특징으로 하는 ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작용 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조 장치.
   
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4. 청구항 1에 있어서,
   상기 클램프블럭은 그 하부에 경사방향 전후진을 가이드하는 경사블록(2210)과;
   경사블록 하부에 결합된 가이드블록(2204)을 분할마스크 그리퍼의 전후진 방향에 따라 슬라이딩시키는 가이드 레일(2211)이 설치된 것을 특징으로 하는 ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작용 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 마더글라스(31)는 그 하부에 석영(Quarts) 재질의 투명한 마더글라스 지그(33)가 위치하여 지지토록 구성한 것을 특징으로 하는 ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작용 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 배사조명장치는 LED를 광원으로 한 LED 조명장치인 것을 특징으로 하는 ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작용 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조 장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 LED 조명장치는 광원이 측방향에서 제공되는 에지형 LED 조명장치인 것을 특징으로 하는 ＡＭＯＬＥＤ 패널 제작용 분할 마스크 프레임 어셈블리 제조 장치.
   
   
   

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