KR101455341B1 - 기판의 얼라인 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판의 얼라인 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 기판의 단부를 고정시키는 고정 플레이트; 기판과 이격되어 위치되고, 기판을 진공 챔버로 이송시키는 셔틀; 셔틀과 이격된 위치에서 승강되는 얼라인 플레이트; 및 얼라인 플레이트의 일면에 구비되고, 얼라인 플레이트에 의해 상승되는 과정에서 셔틀을 관통하여 기판의 일면을 지지하는 복수개의 얼라인 핀을 포함할 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 얼라인 플레이트에 구비된 얼라인 핀이 기판의 처짐이 중점적으로 발생하는 위치를 지지하기 때문에 기판의 얼라인 공정 시 기판의 처짐이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.

Description

기판의 얼라인 장치 및 방법{Apparatus and method for aligning substrate}
본 발명은 기판의 얼라인 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대면적의 기판의 얼라인 공정 시 기판 처짐을 최소화할 수 있는 구조를 가진 기판의 얼라인 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
유기 전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하는 스스로 빛을 내는 자발광소자로서, 비발광소자에 빛을 가하기 위한 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량이고 박형의 평판표시장치를 제조할 수 있다.
이러한 유기 전계 발광소자를 이용한 평판표시장치는 응답속도가 빠르며, 시야각이 넓어 차세대 표시장치로서 대두 되고 있다. 특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.
유기 전계 발광소자는, 애노드 및 캐소드 전극을 제외한 나머지 구성층인 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등이 유기 박막으로 되어 있고, 이러한 유기 박막은 진공열 증착방법으로 기판 상에 증착된다.
진공열 증착방법은 진공 챔버 내의 기판 지지부에 기판을 로딩하고, 일정 패턴이 형성된 쉐도우 마스크(shadow mask)와 기판을 얼라인(align)한 후, 증발물질이 담겨 있는 증발원에 열을 가하여 증발원에서 승화되는 증발물질을 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.
기판이 진공 챔버 내의 기판 지지부에 로딩된 후 기판을 쉐도우 마스크와 정밀하게 얼라인하는 것은 이후 공정에 있어서 초석이 되므로 그 정밀도를 높이는 것은 매우 중요하다. 이에 따라 다양한 얼라인 장치와 방법들이 제시되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0075110호에는 기판의 처짐현상을 줄이기 위한 기판 얼라인 장치가 개시되어 있다. 하지만, 상기 기판 얼라인 장치는 복잡한 구조를 가지고 있어 보다 간소화된 장비로 얼라인 정밀도를 높일 수 있는 장치의 개발이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대면적의 기판의 얼라인 공정 시 기판 처짐을 최소화할 수 있는 구조를 가진 기판의 얼라인 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 의한 기판의 얼라인 장치는 기판의 단부를 고정시키는 고정 플레이트; 상기 기판과 이격되어 위치되고, 상기 기판을 진공 챔버로 이송시키는 셔틀; 상기 셔틀과 이격된 위치에서 승강되는 얼라인 플레이트; 및 상기 얼라인 플레이트의 일면에 구비되고, 상기 얼라인 플레이트에 의해 상승되는 과정에서 상기 셔틀을 관통하여 상기 기판의 일면을 지지하는 복수개의 얼라인 핀을 포함할 수 있다.
상기 얼라인 핀의 단부에는 상기 기판의 일면과 접촉하는 지지 롤러가 회전가능하게 구비될 수 있다.
상기 얼라인 핀은, 상기 기판의 중앙부에 대응되는 위치에 구비되는 중앙 얼라인 핀; 및 상기 기판의 외곽부에 대응되는 위치에 구비되는 외곽 얼라인 핀을 포함할 수 있다.
상기 중앙 얼라인 핀의 단부에는 상기 기판의 일면과 접촉하는 지지 롤러가 회전가능하게 구비될 수 있다.
상기 지지 롤러는 구 형상일 수 있다.
상기 중앙 얼라인 핀은 상기 기판에 형성되는 패턴과 간섭을 피하는 위치에 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 의한 기판의 얼라인 방법은 진공 챔버 내에서 셔틀의 상부에 기판이 로딩되는 단계; 상기 기판의 상부에 위치한 고정 플레이트가 하강하여 기판을 고정시키는 단계; 상기 셔틀의 하부에 위치한 얼라인 플레이트에 구비된 얼라인 핀이 상기 얼라인 플레이트와 상승하는 단계; 및 상기 얼라인 핀이 상기 셔틀을 관통하여 상기 기판의 하면을 지지하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 얼라인 플레이트에 구비된 얼라인 핀이 기판의 처짐이 중점적으로 발생하는 위치를 지지하기 때문에 기판의 얼라인 공정 시 기판의 처짐이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 얼라인 핀의 단부에 지지 롤러가 구비되어 있어 기판을 지지할 때 기판에 스크래치가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 얼라인 장치를 보인 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판이 얼라인된 것을 보인 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 얼라인 장치의 요부를 보인 사시도.
도 4는 얼라인 핀의 단부를 보인 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 얼라인 핀이 기판을 지지하는 것을 보인 정면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 본 발명에 의한 기판의 얼라인 장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 얼라인 장치를 보인 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판이 얼라인된 것을 보인 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 얼라인 장치의 요부를 보인 사시도이다.
이에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 의한 기판의 얼라인 장치는 기판(10)의 단부를 고정시키는 고정 플레이트(12); 상기 기판(10)과 이격되어 위치되고, 상기 기판(10)을 진공 챔버로 이송시키는 셔틀(20); 상기 셔틀(20)과 이격된 위치에서 승강되는 얼라인 플레이트(30); 및 상기 얼라인 플레이트(30)의 일면에 구비되고, 상기 얼라인 플레이트(30)에 의해 상승되는 과정에서 상기 셔틀(20)을 관통하여 상기 기판(10)의 일면을 지지하는 복수개의 얼라인 핀(32,34)을 포함한다.
기판(10)을 고정시키는 고정 플레이트(12)는 한 쌍이 서로 대향되는 양단부를 지지하고 고정하여 기판(10)의 증착면이 일방으로 노출되도록 구성된 형태를 가질 수 있다. 또한, 하나의 고정 플레이트(12)에 관통면을 형성하고, 상기 관통면을 통해 기판(10)의 증착면이 노출되도록 구성된 형태를 가지는 등 다양한 형태로 만들어질 수 있다. 즉, 기판(10)은 로봇암 등의 이송수단에 의해 고정 플레이트(12)에 단부가 고정된다.
기판(10)의 하방에는 셔틀(20)이 소정 거리만큼 이격되어 위치한다. 유기 전계 발광소자는 유기 박막이나 금속 박막을 형성하기 위한 방식으로 클러스터형 증착 시스템이나 인라인 증착 시스템이 적용되고 있는데, 이 중 인라인 증착 시스템은 복수의 진공 챔버를 일렬로 배열한 상태에서 복수개의 기판(10)을 셔틀(20)에 각각 장착하여 연속적으로 이송시키면서 공정을 수행하는 방식이다. 여기에서, 상기 셔틀(20)은 인라인 증착 시스템에서 사용되는 이송 수단을 말한다.
그리고, 셔틀(20)의 하방에는 소정 거리만큼 얼라인 플레이트(30)가 이격되어 위치한다. 얼라인 플레이트(30)는 승강장치(40)에 의해 승강되도록 설치되어 기판(10)과 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다. 얼라인 플레이트(30)에서 기판(10)과 마주보는 일면에는 복수개의 얼라인 핀(32,34)이 구비될 수 있다.
얼라인 핀(32,34)은 셔틀(20)에 형성된 관통부(미도시)를 관통하여 기판(10)의 일면, 즉, 기판(10)의 하면에 밀착되어 지지하는 역할을 한다. 얼라인 핀(32,34)은 얼라인 플레이트(30)의 상면에서 소정 길이만큼 연장되어 형성될 수 있고, 복수개가 평행하게 연장된다. 이와 같이 형성된 얼라인 핀(32,34)은 대면적의 기판(10)을 얼라인할 때 기판(10)이 처지는 것을 방지함으로써 정확한 얼라인이 가능하도록 한다. 또한, 셔틀(20)에 기판(10)이 로딩된 상태에서 이송되는 과정에서 기판(10)에 진동이 가해져 위치가 틀어지는 것을 방지하는 역할도 수행한다.
본 실시예에서 얼라인 핀(32,34)은 기판(10)의 중앙부에 대응되는 위치에 구비되는 중앙 얼라인 핀(32), 및 기판(10)의 외곽부에 대응되는 위치에 구비되는 외곽 얼라인 핀(34)을 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 중앙 얼라인 핀(32)은 기판(10)의 중앙부에 3개가 소정 거리만큼 이격되어 배치될 수 있으며, 실질적으로 기판(10)의 처짐이 발생하는 기판(10)의 중앙부를 지지하는 역할을 한다. 여기에서, 중앙 얼라인 핀(32)은 기판(10)에 형성되는 패턴과의 간섭을 피하도록 배치되는 것이 중요하다.
한편, 상기 얼라인 핀(32,34)의 단부에는 도 4와 같이 지지 롤러(36)가 구비될 수 있다. 지지 롤러(36)는 구 형상으로 형성되어, 얼라인 핀(32,34)이 기판(10)을 지지할 때 점 접촉이 이루어짐으로써 기판(10)과의 마찰력을 최소화하는 역할을 한다. 즉, 지지 롤러(36)는 접촉하는 기판(10)의 하면과의 마찰력을 최소화하여 기판(10)에 스크래치가 발생하는 것을 방지한다. 결국, 지지 롤러(36)가 구비된 얼라인 핀(32,34)은 기판(10)과 점 접촉을 하게 되고, 지지 롤러(36)가 구비되지 않은 얼라인 핀(32,34)은 기판(10)과 면 접촉을 하게 된다.
이상에서 설명한 지지 롤러(36)는 모든 얼라인 핀(32,34)의 단부에 형성될 수도 있고, 일부의 얼라인 핀(32,34)의 단부에만 형성될 수도 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 본 실시예에서는 중앙 얼라인 핀(32)의 단부에만 지지 롤러(36)가 구비되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 실질적으로 처짐이 많이 발생하는 기판(10)의 중앙부를 회전이 가능한 지지 롤러(36)를 통하여 지지함으로써, 보다 유연하게 기판(10)의 처짐을 보정하기 위함이다.
또한, 기판(10)의 패턴은 주로 중앙부에 집중이 되는데, 복잡한 패턴과 간섭이 발생하는 것을 방지하기 위해 중앙부에서만 점 접촉이 이루어지도록 하여 기판(10)과의 접촉 부위를 최소화하였다. 더욱이, 기판(10)의 외곽은 지지 롤러(36)가 구비되지 않은 외곽 얼라인 핀(34)을 통해 면 접촉하며 지지하도록 하여 기판(10)의 안정적인 지지가 가능하도록 하였다.
물론, 이상에서 설명한 지지 롤러(36)의 구비 위치는 일 예에 불과한 것이며, 기판(10)의 특성에 따라 모든 얼라인 핀(32,34)에 지지 롤러(36)가 구비될 수 있고, 중앙 얼라인 핀(32)이 아닌 외곽 얼라인 핀(34)에만 지지 롤러(36)가 구비될 수도 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판의 얼라인 과정에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 셔틀(20)이 위치한 진공 챔버(1) 내에서 셔틀(20)의 상부에 기판(10)이 로딩된다. 그리고, 기판(10)의 상부에 위치한 고정 플레이트(12)가 하강하여 기판(10)을 고정시킨다.
다음으로, 셔틀(20)의 하부에 위치한 승강장치(40)에 의해 얼라인 플레이트(30)와 얼라인 핀(32,34)이 동시에 상승되고, 얼라인 핀(32,34)은 셔틀(20)의 관통부(미도시)를 관통하여 기판(10)의 하면을 지지하게 된다. 이와 같이 되면 기판(10)의 얼라인 과정이 완료된다. 이와 같이 얼라인 핀(32,34)이 기판(10)의 하면을 안정적으로 지지하기 때문에 기판(10)에 처짐이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
기판(10)이 얼라인된 상태에서 얼라인 플레이트(30)와 얼라인 핀(32,34)은 하강되고, 셔틀(20)이 이송된다. 이와 같이 셔틀(20)이 이송되는 과정에서 기판(10)에 진동이 전달되어 기판(10)의 위치가 틀어질 수 있는데, 본 실시예에서는 얼라인 핀(32,34)이 기판(10)의 하면을 안정적으로 지지하기 있기 때문에 셔틀(20)의 이송 과정 중에서도 기판(10)의 정확한 얼라인이 유지될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 다양한 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 : 기판 12 : 고정 플레이트
20 : 셔틀 30 : 얼라인 플레이트
32 : 중앙 얼라인 핀 34 : 외곽 얼라인 핀
36 : 지지 롤러 40 : 승강장치

Claims (7)

  1. 복수의 진공 챔버를 일렬로 배열한 상태에서 복수의 기판을 셔틀에 각각 장착하여 연속적으로 이송시키는 인라인 증착 시스템에 적용하는 기판의 얼라인 장치에 있어서,
    상기 기판의 단부를 고정시키는 고정 플레이트;
    상기 기판을 상기 진공 챔버로 이송시키는 셔틀;
    상기 셔틀과 이격된 위치에서 승강되는 얼라인 플레이트; 및
    상기 얼라인 플레이트의 일면에 구비되고, 상기 얼라인 플레이트에 의해 상승되는 과정에서 상기 셔틀을 관통하여 상기 기판의 일면을 지지하는 복수개의 얼라인 핀을 포함하고,
    상기 얼라인 핀은,
    상기 기판의 중앙부에 대응되는 위치에 구비되는 중앙 얼라인 핀; 및
    상기 기판의 외곽부에 대응되는 위치에 구비되는 외곽 얼라인 핀을 포함하며,
    상기 중앙 얼라인 핀의 단부에는 상기 기판의 일면과 접촉하는 지지 롤러가 회전가능하게 구비되고,
    상기 중앙 얼라인 핀은 상기 기판에 형성되는 패턴과 간섭을 피하는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 기판의 얼라인 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 롤러는 구 형상인 것을 특징으로 하는 기판의 얼라인 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
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