KR101315411B1 - 유기발광소자 봉지장치 및 유기발광소자 봉지방법 - Google Patents

유기발광소자 봉지장치 및 유기발광소자 봉지방법 Download PDF

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Abstract

유기발광층이 형성된 기판과 보호필름이 가열되는 데 소요되는 시간이 단축되고, 물류적체 현상이 해소되도록 한 유기발광소자 봉지장치 및 유기발광소자 봉지방법이 개시된다. 본 발명에 따른 유기발광소자 봉지장치는 유기발광층이 형성된 기판과 보호필름이 가접합되어 가접합 기판이 형성되는 가접합 챔버와, 상기 보호필름이 상기 기판에 접합될 수 있는 공정온도로 상기 가접합 기판이 가열되고, 상기 가접합 기판이 가압되어 상기 보호필름에 의해 상기 유기발광층이 봉지되는 가압 챔버와, 상기 가접합 챔버와 상기 가압 챔버의 사이에 배치되어 상기 가접합 기판이 예열되는 예열 챔버와, 상기 가접합 챔버, 상기 가압 챔버, 상기 예열 챔버의 사이에 배치되어 상기 가접합 기판을 이송하는 이송 챔버를 포함한다.

Description

유기발광소자 봉지장치 및 유기발광소자 봉지방법{Encapsulating apparatus and method for organic lightemitting device}
본 발명은 유기발광소자 봉지장치 및 유기발광소자 봉지방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기발광층이 형성된 기판에 보호필름을 접합하여 유기발광층을 봉지하는 유기발광소자 봉지장치 및 봉지방법에 관한 것이다.
유기발광 다이오드(OLED;Organic Light Emitting Diodes)는 반도체 평면 표시 소자의 하나로, 다른 평면 표시소자에 비해 발열 등이 제한적인 이상적인 구조를 가지고 있다. 또한 유기기발광 다이오드는 자체 냉발광형이라는 장점으로 인하여 산업계에서 그 수요가 증가하고 있는 평편표시소자이다.
이러한 유기발광 다이오드의 제조 공정 중에는 유기발광층이 산소 및 습기에 노출되는 것을 방지하기 위하여, 유기발광층이 형성된 기판 상에 폴리머와 같은 소재로 이루어지는 보호필름을 이용하여 유기발광층이 봉지(encapsulation)되도록 하는 봉지 공정이 포함된다.
이러한 봉지방법에 대해서는 이미 "대한민국 등록특허 제1089487호;자체 발광 패널의 제조 방법"에 의해 개시된 바 있다. 상기 등록특허는 경화성 필름형 밀봉재를 사용하고, 밀봉재와 발광층을 지지하는 기판을 가열 및 가압하는 방법을 채택하고 있다. 또한, 상기 등록특허는 감압상태에서 봉지 공정이 이루어지므로, 봉지 공정 전체를 수행하기 위한 다수개의 챔버에서 밀봉재와 기판을 이송하면서 봉지 공정이 이루어진다.
하지만, 이와 같이 밀봉재와 기판을 가열 및 가압하는 밀봉 방법은 밀봉재가 경화되는 공정온도에 도달하기까지는 소정시간이 소요되어야 하며, 밀봉재가 경화되기까지 후행되는 기판과 밀봉재의 물류적체 현상이 발생되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제1089487호 (2011. 11. 28. 등록)
본 발명의 목적은 유기발광층이 형성된 기판과 보호필름이 가열되는 데 소요되는 시간이 단축되고, 물류적체 현상이 해소되도록 한 유기발광소자 봉지장치 및 유기발광소자 봉지방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자 봉지장치는 유기발광층이 형성된 기판과 보호필름이 가접합되는 가접합 기판이 형성되는 가접합 챔버와, 상기 가접합 기판이 예열되는 예열 챔버와, 상기 보호필름이 상기 기판에 접합될 수 있는 공정온도로 상기 가접합 기판이 가열되고, 상기 가접합 기판이 가압되어 상기 보호필름에 의해 상기 유기발광층이 봉지되는 가압 챔버와, 상기 가접합 챔버, 상기 가압 챔버, 상기 예열 챔버의 사이에 배치되어 상기 가접합 기판을 이송하는 이송 챔버를 포함한다.
상기 유기발광소자 봉지장치는 상기 예열 챔버의 내부에 배치되어 상기 가접합 기판이 복수로 적재되도록 하는 카세트를 더 포함할 수 있다.
상기 유기발광소자 봉지장치는 열풍에 의해 상기 예열 챔버로 열풍을 공급하는 열풍공급부를 더 포함하여 상기 가접합 기판은 상기 열풍에 의해 가열될 수 있다.
상기 유기발광소자 봉지장치는 상기 예열 챔버의 온도를 감지하는 온도감지부와, 상기 예열 챔버의 습도를 감지하는 습도감지부와, 상기 예열 챔버의 온도 및 습도에 따라 상기 열풍의 유량을 제어하는 열풍 유량조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 유기발광소자 봉지장치는 상기 이송 챔버에 연결되어 상기 가압 챔버에서 봉지가 완료된 봉지 기판이 대기하는 로드락 챔버를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 유기발광소자 봉지방법은 가접합 챔버에서 유기발광층이 형성된 기판과 보호필름이 가접합되는 가접합 기판이 형성되는 가접합 단계와, 상기 가접합 기판이 예열 챔버로 이송되어 상기 보호필름이 상기 기판에 접합되는 공정온도 미만으로 예열되는 예열 단계와, 상기 가접합 기판이 가압 챔버로 이송되어 공정온도로 가열되고 상기 가접합 기판이 가압되어 상기 보호필름에 의해 상기 유기발광층이 봉지되는 가압 단계를 포함한다.
상기 예열 챔버에는 상기 가접합 기판이 복수로 지지되고, 상기 예열 단계는 상기 복수의 가접합 기판이 함께 가열될 수 있다.
상기 예열 단계는 상기 예열 챔버의 내부로 열풍이 공급되어 상기 가접합 기판이 가열될 수 있다.
상기 예열 단계는 상기 예열 챔버의 온도와 습도가 감지되고, 감지되는 상기 예열 챔버의 온도와 습도를 바탕으로 상기 열풍의 유량이 조절될 수 있다.
상기 예열 단계에서 상기 가접합 기판은 60℃ ~ 80℃의 온도로 가열될 수 있다.
상기 예열 단계에서 상기 가접합 기판은 80초 ~ 120초 동안 가열될 수 있다.
상기 가압 단계에서 상기 가접합 기판은 60~90℃ 로 가열될 수 있다.
상기 가압 단계에서 상기 가접합 기판은 30~70초 동안 가열될 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자 봉지장치 및 유기발광소자 봉지방법은 유기발광층이 형성된 기판과 보호필름이 가접합된 가접합 기판을 가압하는 가압 챔버 내부에서 가접합 기판이 공정온도에 도달하는 시간이 단축되고, 물류 적체 현상이 해소되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 유기발광소자 봉지장치를 간략하게 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 유기발광소자 봉지장치를 도 1에 표기된 Ⅰ-Ⅰ'선을 기준으로 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 유기발광소자 봉지장치를 도 1에 표기된 Ⅱ-Ⅱ'선을 기준으로 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 유기발광소자 봉지방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 실시예에 따른 유기발광소자 봉지장치 및 유기발광소자 봉지방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
도 1은 본 실시예에 따른 유기발광소자 봉지장치를 간략하게 나타낸 평면도이며, 도 2는 본 실시예에 따른 유기발광소자 봉지장치를 도 1에 표기된 Ⅰ-Ⅰ'선을 기준으로 절단하여 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 실시예에 따른 유기발광소자 봉지장치를 도 1에 표기된 Ⅱ-Ⅱ'선을 기준으로 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 유기발광소자 봉지장치(100)는 유기발광층(11)이 형성된 기판(12)에 보호필름(13)을 접합하는 유기발광소자의 봉지 공정이 수행되는 장치로, 가접합 챔버(200), 가접합 챔버(200)의 일측방에 배치되는 이송 챔버(300), 이송 챔버(300)에 연결되는 가압 챔버(400)를 포함한다.
가접합 챔버(200)에서는 유기발광층(11)이 형성된 기판(12)과 보호필름(13)이 반입되고 기판(12)과 보호필름(13)이 정렬된다. 그리고 가접합 챔버(200)에서는 기판(12) 위에 보호필름(13)이 낙하되어 기판(12)과 보호필름(13)이 가접합되는 가접합 기판(20)이 형성된다.
가접합 챔버(200)의 내부에는 기판(12)을 지지하는 기판지지부(210), 보호필름(13)을 지지하는 필름지지부(220), 기판지지부(210)와 필름지지부(220) 중 적어도 어느 하나를 평면이송 및 승강시키는 지지대 구동부(230), 기판(12)과 보호필름(13)의 정렬을 위한 카메라, 조명 등과 같은 정렬부(240)가 설치될 수 있다.
이송 챔버(300)는 가접합 기판(20)을 이송한다. 이송 챔버(300)의 내부에는 가접합 기판(20)을 지지하는 이송암(310) 및 이송암(310)의 회전, 신축 및 승강이 가능하도록 하는 이송암 구동부(320)의 조합으로 이루어지는 이송 유닛(330)이 설치될 수 있다.
가압 챔버(400)는 보호필름(13)이 기판(12)에 접합될 수 있는 공정온도로 소정시간동안 가접합 기판(20)을 가열하고, 가열된 가접합 기판(20)을 가압하여 보호필름(13)에 의해 유기발광층(11)이 봉지되도록 한다.
가압 챔버(400)의 내부에는 가접합 기판(20)을 지지하는 스테이지(410), 스테이지(410)를 가열하여 가접합 기판이 가열되도록 하는 가열부(420), 스테이지(410)를 향해 승강되어 스테이지(410)에 지지되는 가접합 기판(20)을 가압하는 가압판(430)이 구성될 수 있다.
한편, 이송 챔버(300)에는 예열 챔버(500)가 연결될 수 있다. 예열 챔버(500)는 가접합 기판(20)이 가압 챔버(400)로 반입되기 전, 가접합 기판(20)이 공정온도 미만의 온도로, 소정시간동안 가열되도록 한다.
예열 챔버(500)의 내부에는 카세트(510)가 설치될 수 있다. 카세트(510)는 가압 챔버(400)로 이송되기 전, 가접합 기판(20)이 복수로 예열 챔버(500)에 적재되고, 복수의 가접합 기판(20)이 예열 챔버(500)의 내부에서 함께 예열될 수 있도록 한다.
한편, 예열 챔버(500)는 온도 및 습도 조절이 용이하도록 열풍에 의해 가열될 수 있다. 즉, 예열 챔버(500)의 외부에는 열풍공급부(520)가 설치되고, 예열 챔버(500)에는 열풍공급부(520)로부터 발생되는 열풍이 예열 챔버(500)로 공급되도록 하는 공급관(521)과, 예열 챔버(500) 내부의 열풍이 배출되도록 하는 배출관(522)이 연결될 수 있다.
또한, 예열 챔버(500)의 내부에는 습도감지부(530), 온도감지부(540) 및 열풍 유량조절부(550)가 설치될 수 있다.
습도감지부(530)는 예열 챔버(500) 내부의 습도를 감지하여 예열 챔버(500) 내부에서 감지되는 습도를 바탕으로 예열 챔버(500) 내부의 습도를 조절할 수 있도록 한다. 온도감지부(540)는 예열 챔버(500) 내부의 온도를 감지하여 예열 챔버(500) 내부의 온도를 바탕으로 가접합 기판(20)의 온도를 검출할 수 있도록 한다. 열풍 유량조절부(550)는 예열 챔버(500) 내부의 온도, 예열 챔버(500) 내부의 습도에 따라 예열 챔버(500) 내부로 공급되는 열풍의 유량이 조절되도록 하여 가접합 기판(20)이 공정온도 미만으로 유지되도록 하며, 유기발광층(11)이 습기에 노출되지 않도록 한다.
이와 같이 예열 챔버(500)의 내부에는 복수의 가접합 기판(20)이 적재되고, 복수의 가접합 기판(20)이 예열될 수 있다. 따라서 가압 챔버(400)의 내부에서 가접합 기판(20)을 가열하데 소요되는 공정시간이 단축될 수 있으며, 가접합 챔버(200), 이송 챔버(300), 가압 챔버(400)로 이어지는 가접합 기판(20)의 물류 적체 현상이 방지되어 생산성이 향상되도록 한다.
또한, 예열 챔버(500)에 위치하는 가접합 기판(20)은 열풍에 의해 가열되며, 예열 챔버(500) 내부의 온도 조절 및 습도 조절이 용이하므로, 습기에 취약한 유기발광층(11)이 습기에 노출되는 것이 미연에 방지될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 이송 챔버(300)에는 로드락 챔버(600)가 연결될 수 있다. 로드락 챔버(600)는 봉지가 완료된 봉지 기판(30)이 외부로 배출되기 전에 잠시 대기하도록 한다. 로드락 챔버(600)는 외부로부터 공정환경을 차폐시켜 공정환경이 오염되는 것을 방지한다.
또한, 각 챔버(200, 400, 500, 600)가 접하는 이송 챔버(300)의 측벽에는 각 챔버(200, 400, 500, 600)로 가접합 기판(20) 또는 봉지 기판(30)의 출입이 가능하도록 하며, 각 챔버(200, 400, 500, 600)의 독립된 공간이 확보되도록 하는 게이트밸브(301)가 각각 설치될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 유기발광소자 봉지방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 실시예에 따른 유기발광소자 봉지방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 봉지방법은 가접합 단계(S11), 예열 단계(S13) 및 가압 단계(S15)를 포함한다.
먼저, 가접합 단계(S11)에서 보호필름(13)과 기판(12)이 가접합되는 가접합 기판(20)이 형성될 수 있다. 즉, 보호필름(13)이 가접합 챔버(200)의 내부로 반입될 수 있다. 보호필름(13)은 필름지지부(220)에 지지된다. 그리고 유기발광층(11)이 형성된 기판(12)은 가접합 챔버(200)의 내부로 반입될 수 있다. 가접합 챔버(200)의 내부로 유입된 기판(12)은 기판지지부(210)에 지지된다.
이와 같이 보호필름(13)과 기판(12)이 가접합 챔버(200)의 내부에 지지되면, 정렬부(240)에 의해 보호필름(13)과 기판(12)에 형성된 정렬마크(미도시)가 촬영될 수 있다. 촬영결과를 바탕으로 지지대 구동부(230)는 보호필름(13)과 기판(12) 중 어느 하나를 평면 상에서 이동시키고, 보호필름(13)과 기판(12)이 서로 근접되게 보호필름(13)과 기판(12) 중 어느 하나를 승강시킨다.
이와 같이 보호필름(13)과 기판(12)이 정렬되고 보호필름(13)과 기판(12)이 근접되면, 보호필름(13)이 낙하되어 보호필름(13)과 기판(12)이 가접합되는 가접합 기판(20)이 형성된다.
계속해서, 예열 단계(S13)에서 가접합 기판(20)이 예열될 수 있다. 즉, 이송 유닛(330)은 가접합 챔버(200)로부터 가접합 기판(20)을 반출하고, 가접합 기판(20)을 예열 챔버(500)로 이송한다. 가접합 기판(20)은 예열 챔버(500)의 내부로 반입되어 카세트(510)에 지지될 수 있다.
상술된 바와 같은 가접합 챔버(200)로부터 예열 챔버(500)로 이송되는 가접합 기판(20)의 이송동작은 수차례 반복되며, 카세트(510)에는 복수의 가접합 기판(20)이 적재될 수 있다. 또한, 카세트(510)에 빈 공간이 있을 경우 카세트(510)의 빈 공간에 가접합 기판(20)을 보충하기 위해, 가접합 챔버(200)로부터 예열 챔버(500)로 이송되는 가접합 기판(20)의 이송동작은 가압 챔버(400)에서 가압 공정이 이루어지는 동안에도 수시로 이루어질 수 있다.
계속해서, 열풍공급부(520)는 열풍을 예열 챔버(500)의 내부로 공급하여 예열 챔버(500) 내부에 지지되는 가접합 기판(20)이 60℃ ~ 80℃의 온도로 대략 80초 ~ 120초 동안 가열도록 한다. 이때, 열풍 유량조절부(550)는 온도감지부(540)에 의해 감지되는 예열 챔버(500) 내부의 온도와, 습도감지부(530)에 의해 감지되는 예열 챔버(500) 내부의 습도를 바탕으로 열풍의 유량을 조절한다.
계속해서, 가압 단계(S15)에서 유기발광층(11)이 보호필름(13)에 의해 봉지될 수 있다. 즉, 이송 유닛(330)은 예열 챔버(500)로부터 가접합 기판(20)을 반출하고, 가접합 기판(20)을 가압 챔버(400)로 이송한다. 가접합 기판(20)은 가압 챔버(400)의 내부로 반입되어 스테이지(410)에 지지된다. 가접합 기판(20)은 가열부(420)에 의해 60~100℃의 온도로 대략 30~70초 동안 가열된다. 그리고 가압판(430)이 승강되어 가접합 기판(20)을 가압함에 따라 유기발광층(11)은 보호필름(13)에 의해 봉지된다.
계속해서, 이송 유닛(330)은 가압 챔버(400)로부터 봉지가 완료된 봉지 기판(30)을 반출하고, 봉지 기판(30)을 로드락 챔버(600)로 이송된다. 봉지 기판(30)은 도시되지 않은 기판 이송장치에 의해 로드락 챔버(600)로부터 외부로 반출된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 유기발광소자 봉지장치 및 봉지방법은 복수의 가접합 기판(20)이 가압 챔버(400)로 반입되기 이전에 예열 챔버(500)의 내부에서 예열되므로, 공정시간이 단축될 수 있으며, 물류 적체 현상이 방지되어 생산성이 향상될 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.
100 : 유기발광소자 봉지장치 200 : 가접합 챔버
300 : 이송 챔버 400 : 가압 챔버
500 : 예열 챔버 510 : 카세트
520 : 열풍공급부 521 : 공급관
522 : 배출관 530 : 습도감지부
540 : 온도감지부 550 : 열풍 유량조절부

Claims (13)

  1. 유기발광층이 형성된 기판과 보호필름이 가접합되는 가접합 기판이 형성되는 가접합 챔버와,
    상기 가접합 기판이 예열되는 예열 챔버와,
    상기 보호필름이 상기 기판에 접합될 수 있는 공정온도로 상기 가접합 기판이 가열되고, 상기 가접합 기판이 가압되어 상기 보호필름에 의해 상기 유기발광층이 봉지되는 가압 챔버와,
    상기 가접합 챔버, 상기 가압 챔버, 상기 예열 챔버의 사이에 배치되어 상기 가접합 기판을 이송하는 이송 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 예열 챔버의 내부에 배치되어 상기 가접합 기판이 복수로 적재되도록 하는 카세트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지장치.
  3. 제 1항에 있어서, 열풍에 의해 상기 예열 챔버로 열풍을 공급하는 열풍공급부를 더 포함하여 상기 가접합 기판은 상기 열풍에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 예열 챔버의 온도를 감지하는 온도감지부와,
    상기 예열 챔버의 습도를 감지하는 습도감지부와,
    상기 예열 챔버의 온도 및 습도에 따라 상기 열풍의 유량을 제어하는 열풍 유량조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 이송 챔버에 연결되어 상기 가압 챔버에서 봉지가 완료된 봉지 기판이 대기하는 로드락 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지장치.
  6. 가접합 챔버에서 유기발광층이 형성된 기판과 보호필름이 가접합되는 가접합 기판이 형성되는 가접합 단계와,
    상기 가접합 기판이 예열 챔버로 이송되어 예열되는 예열 단계와,
    상기 가접합 기판이 가압 챔버로 이송되어 공정온도로 가열되고 상기 가접합 기판이 가압되어 상기 보호필름에 의해 상기 유기발광층이 봉지되는 가압 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 예열 챔버에는 상기 가접합 기판이 복수로 지지되고, 상기 예열 단계는 상기 복수의 가접합 기판이 함께 가열되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 예열 단계는 상기 예열 챔버의 내부로 열풍이 공급되어 상기 가접합 기판이 가열되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 예열 단계는 상기 예열 챔버의 온도와 습도가 감지되고, 감지되는 상기 예열 챔버의 온도와 습도를 바탕으로 상기 열풍의 유량이 조절되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지방법.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 예열 단계에서 상기 가접합 기판은 40℃ ~ 80℃의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 예열 단계에서 상기 가접합 기판은 80초 ~ 120초 동안 가열되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지방법.
  12. 제 6항에 있어서, 상기 가압 단계에서 상기 가접합 기판은 60~100℃ 로 가열되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 가압 단계에서 상기 가접합 기판은 30~70초 동안 가열되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지방법.
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