KR102623969B1 - 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치 및 검사 방법 - Google Patents
유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치 및 검사 방법 Download PDFInfo
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Abstract
유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치 및 검사 방법이 제공된다. 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법은 제1 챔버 내에서 기판과 마스크 시트를 1차 얼라인(align)시키는 단계, 1차 얼라인의 정확도를 측정하는 단계 및 1차 얼라인의 정확도 측정 결과에 기초하여 기판과 마스크 시트를 2차 얼라인시키는 단계를 포함한다. 따라서, 기판과 마스크 시트를 얼라인 마크와 얼라인 홀을 통해 1차 얼라인한 후 그리고 기판 상에 유기물을 증착하기 전에 얼라인 정확도를 미리 검사함으로써 유기물 증착 위치의 정확도를 높여 유기 발광 표시 장치의 공정 불량률이 감소될 수 있으며, 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버 내에서 기판과 마스크 시트를 얼라인(align)한 후 유기물을 증착하기 전에 얼라인 정도를 사전에 검사할 수 있는 유기 발광 표시 장치의 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 자발광 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어서 차세대 소자로써 주목을 받고 있다.
유기 발광 표시 장치의 각 화소는 발광 영역을 포함한다. 발광 영역에는 애노드, 하나 이상의 유기층 및 캐소드가 적층되는 유기 발광 소자가 배치된다. 이러한 유기 발광 표시 장치는 발광 영역에서 방출되는 빛들을 조합하여 이미지를 표시한다.
유기 발광 소자의 유기층을 형성하는 방법 중 하나로 복수의 마스크 홀이 형성된 마스크 시트를 사용하는 증착법이 있다. 여기서, 마스크 시트는 FMM(Fine Metal Mask)으로도 지칭될 수 있다.
FMM으로도 지칭되는 마스크 시트는 발광 영역에 대응하여 형성된 복수의 마스크 홀을 포함한 시트 형태를 가진다. 이러한 마스크 시트를 이용한 증착법은 챔버 내부에서 마스크 프레임에 고정된 마스크 시트가 기판 하부에서 기판과 얼라인(align)되고, 챔버 내부에서 기판과 마스크 시트 하부에 배치된 증착원으로부터의 유기층을 형성하기 위한 유기물이 마스크 시트에 형성된 복수의 마스크 홀을 통과해 기판 상에 배치되도록 하는 방법이다.
이와 같은 마스크 시트를 이용한 증착법에서, 기판과 마스크 시트 사이의 얼라인 정확도가 공정 수율 측면에서 매우 중요한 요소이다. 즉, 기판과 마스크 시트 사이에서 미스-얼라인(mis-align)이 발생하면 유기물이 의도된 위치에 증착되지 않을 수 있으므로, 유기물을 증착하기 전에 기판과 마스크 시트를 정확히 얼라인하는 것에 대한 요구가 존재한다.
기판과 마스크 시트를 얼라인하기 위해, 일반적으로 기판과 마스크 시트에 각각 형성된 얼라인 마크 및 얼라인 홀을 사용하는 방식이 사용되고 있다. 즉, 얼라인 마크와 얼라인 홀이 대응하도록 기판과 마스크 시트를 배치시킴으로써, 기판과 마스크 시트의 얼라인 정확도를 향상시키는 방법이 많이 이용되고 있다.
상술한 바와 같은 방법으로 기판과 마스크 시트를 얼라인시킨 후 유기물을 증착하게 되는데, 기판과 마스크 시트를 얼라인 마크와 얼라인 홀을 사용하여 얼라인한 후 유기물을 증착하더라도, 유기물이 의도된 위치가 아닌 다른 위치에 증착되는 불량이 검출되는 경우가 발생한다.
이에 본 발명의 발명자들은 상술한 불량 증착이 박막트랜지스터 구조를 형성하는 과정 및 유기물을 반복적으로 증착하는 과정에서 기판에 가해지는 열에 의해 기판이 틀어지거나 기판의 형상이 전체적으로 또는 국지적으로 변형되어 발생하는 것임을 파악하였다. 즉, 박막 트랜지스터 구조를 형성하는 공정 및 증착 공정은 고온과 저온이 반복되는 공정이므로, 증착 공정 중에 기판에 열이 가해지게 되고 기판에 가해진 열에 의해 기판의 재료의 물성 등이 변화되어 기판이 전체적으로 틀어지거나, 기판의 특정 부분만이 변형되는 현상이 발생할 수 있다. 이와 같이 기판이 변형되는 경우, 얼라인 마크와 얼라인 홀이 정확히 얼라인되더라도, 기판의 발광 영역과 마스크 시트의 마스크 홀은 정확히 얼라인되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 마스크 시트는 일반적으로 금속 물질로 이루어지는데, 반복적인 증착 공정으로 인해 마스크 시트의 변형이 발생할 수 있다. 예를 들어, 마스크 시트의 마스크 홀의 위치가 일부 변형될 수도 있고, 마스크 시트의 무게에 의해 마스크 시트의 중앙 부분이 처지는 현상이 발생할 수도 있다. 이와 같이, 마스크 시트의 변형이 발생하게 되면 얼라인 마크와 얼라인 홀을 이용하여 기판과 마스크 시트를 얼라인시키더라도 기판의 발광 영역과 마스크 시트의 마스크 홀이 정확히 얼라인되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
상술한 이유들로 인해 유기물이 정확하게 증착되지 않는 경우, 유기 발광 표시 장치는 불량품으로 폐기 처리해야 하기 때문에 유기 발광 표시 장치의 공정 수율에 악영향을 끼치게 된다.
본 발명의 발명자들은 상술한 문제점을 인식하고, 마스크 시트를 이용하여 형성되는 유기 발광 표시 장치에서 기판과 마스크 시트 사이의 얼라인의 정확도를 검사하여 재얼라인할 수 있는 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치 및 검사 방법을 발명하였다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유기 발광 표시 장치의 공정 수율을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 증착 공정에 영향을 미치지 않으면서 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법이 제공된다. 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법은 제1 챔버 내에서 기판과 마스크 시트를 1차 얼라인(align)시키는 단계, 1차 얼라인의 정확도를 측정하는 단계 및 1차 얼라인의 정확도 측정 결과에 기초하여 기판과 마스크 시트를 2차 얼라인시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법은 기판과 마스크 시트를 1차 얼라인한 후, 유기물 증착 공정 전에 1차 얼라인의 정확도를 측정하여 측정 결과에 따라 기판과 마스크 시트를 2차 얼라인시킴으로써 유기물의 불량 증착을 방지하여 유기 발광 표시 장치의 공정 불량률을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치가 제공된다. 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치는 유기 발광 표시 장치의 기판과 마스크 시트에 대한 얼라인 검사 장치로서, 기판과 마스크 시트에 대한 미스-얼라인을 검출하는 검출부 및 챔버 내에서 검출부를 평면 운동시키도록 검출부와 연결된 이동부를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치는 기판과 마스크 시트의 1차 얼라인 후 기판과 마스크 시트의 미스-얼라인을 검출하도록 구성됨으로써 유기물의 증착 정확도를 향상시켜 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 증착 공정에서의 증착 불량을 감소시켜 유기 발광 표시 장치의 공정 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 증착 공정과는 별개의 얼라인 검사 장치를 이용함으로써 증착 공정에 영향을 미치지 않으면서 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 기판에 유기물을 증착하기 전에 얼라인 정확도를 사전에 검사함으로써 유기물 증착 위치의 정확도를 높여 유기 발광 표시 장치의 공정 불량률이 감소될 수 있으며, 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 챔버와 별개의 구성으로 얼라인 검사 장치를 구성하고, 평면 모터를 적용함으로써, 증착원과 기판까지의 최소 공간 내에서 얼라인 검사 장치의 이동부와 검출부를 구성하기 어려운 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 얼라인 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치 및 검사 방법을 사용하여 제조될 수 있는 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법을 설명하기 위한 순서도들이다.
도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 검사 장치 및 검사 방법을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 유기 발광 표시 장치의 검사 장치 및 검사 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1b는 도 1a의 얼라인 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치 및 검사 방법을 사용하여 제조될 수 있는 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법을 설명하기 위한 순서도들이다.
도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 검사 장치 및 검사 방법을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 유기 발광 표시 장치의 검사 장치 및 검사 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1b는 도 1a의 얼라인 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치 및 검사 방법을 사용하여 제조될 수 있는 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 유기 발광 표시 장치(200)의 각 픽셀은 기판(201) 상에 배치된 박막 트랜지스터(TFT) 및 유기 발광 소자(250)를 포함한다
기판(201)은 박막 트랜지스터(TFT) 및 유기 발광 소자(250)를 지지하기 위한 구성이다. 기판(201)은 유리 또는 PET(Polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene naphthalate), PI(Polyimide) 등과 같은 플라스틱 물질로 이루어질 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 기판(201) 상에 형성된 게이트 전극(210), 액티브층(220), 소스 전극(230) 및 드레인 전극(240)을 포함한다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해 박막 트랜지스터(TFT)가 유기 발광 소자(250)를 구동하기 위한 구동 박막 트랜지스터인 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고, 기판(201) 상에는 스위칭 박막 트랜지스터 등과 같은 다양한 박막 트랜지스터가 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 기판(201) 상에는 게이트 전극(210)이 배치된다. 게이트 전극(210)은 금속 물질로 이루어질 수 있고, 단층이나 복층으로 형성될 수 있다. 게이트 전극(210) 상에는 액티브층(220)이 배치된다. 액티브층(220)은, 예를 들어, 폴리 실리콘 물질 또는 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 액티브층(220)과 게이트 전극(210) 사이에는 게이트 절연막(202)이 배치된다. 액티브층(220) 상에는 소스 전극(230) 및 드레인 전극(240)이 배치된다. 소스 전극(230) 및 드레인 전극(240)은 금속 물질로 이루어질 수 있고, 단층이나 복층으로 형성될 수 있다. 소스 전극(230) 및 드레인 전극(240) 상에는 패시베이션층(203)과 평탄화층(204)이 배치된다. 패시베이션층(203)은 단층 또는 복층의 무기 절연층으로 이루어질 수 있다. 평탄화층(204)은 유기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 패시베이션층(203)과 평탄화층(204)에는 드레인 전극(240)과 유기 발광 소자(250)를 전기적으로 연결하기 위한 컨택홀이 형성된다.
평탄화층(204) 상에 유기 발광 소자(250)가 배치된다. 유기 발광 소자(250)는 애노드(251), 유기층(252) 및 캐소드(253)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 애노드(251)는 패시베이션층(203)과 평탄화층(204)에 형성된 컨택홀을 통해 드레인 전극(240)과 전기적으로 연결된다. 도 2에서는 애노드(251)가 드레인 전극(240)과 전기적으로 연결되는 것으로 도시하였으나, 애노드(251)는 소스 전극(230)과 전기적으로 연결될 수도 있다. 애노드(251)는 ITO, IZO 등과 같은 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
뱅크(205)는 애노드(251) 상에 배치된다. 뱅크(205)는 발광 영역을 정의하기 위한 개구부를 포함한다. 뱅크(205)는 유기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
적색, 녹색 또는 청색의 광을 방출하는 유기물로 이루어진 발광층을 포함한 유기층(252)이 애노드(251) 상에 배치된다. 유기층(252)은, 도 2의 확대도에 도시된 바와 같이, 복수의 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 유기층(252)은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 발광층(EML), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 유기층(252)은 상술한 층들 이외의 다른 유기층을 더 포함할 수도 있고, 상술한 층들 중 일부는 제외될 수도 있다. 유기층(252)은 마스크 시트를 이용한 증착법을 이용하여 형성될 수 있다. 이때, 마스크 시트는 금속 물질로 이루어지고 복수의 마스크 홀이 형성된 마스크 시트인 FMM(Fine Metal Mask)일 수 있다.
유기층(252) 상에는 캐소드(253)가 배치된다. 캐소드(253)는 알루미늄(Al), 마그네슘-은 합금(Mg-Ag) 등과 같은 금속성 물질 또는 ITO, IZO 등과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이와 같은 유기 발광 표시 장치(200)의 구성 중 복수의 유기층(252) 각각은 복수의 챔버 각각에서 형성될 수 있다.
예를 들어, 복수의 챔버 중 하나의 챔버로 애노드(251) 및 뱅크(205)가 형성된 기판(201)이 투입되면 얼라인 마크와 얼라인 홀을 사용하여 기판(201)과 마스크 시트가 얼라인되고, 고온에 의해 증착원으로부터 증발된 정공 주입 물질이 마스크 시트의 마스크 홀을 통해 기판(201)의 애노드(251) 상에 증착되면 정공 주입층(HIL)이 형성될 수 있다.
정공 주입층(HIL) 형성이 완료되면, 기판(201)은 해당 챔버에서 정공 수송층(HTL)을 증착하기 위한 다른 챔버로 이송될 수 있다. 그 후, 얼라인 마크와 얼라인 홀을 사용하여 기판(201)과 마스크 시트가 얼라인되고, 정공 수송 물질을 증착하여 정공 수송층(HTL)이 형성될 수 있다.
이 후, 상술한 바와 같은 기판(201)의 이송, 기판(201)과 마스크 시트의 얼라인, 증착 공정 등이 반복되는 방식으로, 발광층(EML), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL)이 형성되어, 유기층(252)이 형성될 수 있다.
그러나, 각 챔버에서 이루어지는 유기층(252)의 형성은 고온의 환경에서 이루어지게 되고, 이에 따라, 기판(201) 및/또는 마스크 시트는 고온에 의해 변형될 수 있다. 또한, 유기층(252) 형성 이전에 박막 트랜지스터(TFT)를 형성하는 과정에서 발생하는 열에 의해 기판(201)이 변형될 수도 있다. 이와 같이, 기판(201) 및/또는 마스크 시트에 변형이 발생한 경우 기판(201)과 마스크 시트 각각에 형성된 얼라인 마크과 얼라인 홀을 통해 1차 얼라인이 진행되었더라도 미스-얼라인이 발생할 수 있다. 상술한 바와 같이 기판(201) 또는 마스크 시트 변형에 의해 미스-얼라인이 발생하면 유기 발광 표시 장치(200)는 불량품으로 판정되어 폐기 처리될 수 있다.
이에 따라, 유기층(252) 형성 시에 각 챔버에서 기판(201)과 마스크 시트 각각에 배치된 얼라인 마크와 얼라인 홀에 의한 1차 얼라인을 진행한 후, 유기층(252)에 대한 증착이 이루어지기 전에 1차 얼라인의 정확도를 검사하는 것은 유기 발광 표시 장치(200)의 신뢰성 및 수율을 향상시키기 위해서 매우 중요한 과정이 될 수 있다.
이와 같이, 1차 얼라인의 정확도를 검사하는 것은 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100)에 의해 이루어질 수 있으므로, 얼라인 검사 장치(100)에 대해 도 1a 및 도 1b를 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100)는 검출부(110), 이동부(120) 및 통신부(130)를 포함한다.
검출부(110)는 챔버 내에서 기판과 마스크 시트에 대한 미스-얼라인을 검출한다. 보다 구체적으로, 검출부(110)는 얼라인 마크와 얼라인 홀을 사용하여 기판과 마스크 시트를 1차 얼라인한 후 기판과 마스크 시트의 틀어짐 정도와 마스크 시트의 변형을 검출할 수 있다. 여기서, 마스크 시트는 FMM(Fine Metal Mask; FMM)으로서, 금속 물질로 이루어진 베이스 시트 및 베이스 시트에 유기 발광 표시 장치의 발광 영역과 대응되어 배치된 복수의 홀을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 미스-얼라인은 기판의 발광 영역과 마스크 시트의 홀이 정확히 대응하지 않는 경우, 다시 말해, 기판과 마스크 시트의 틀어짐뿐만 아니라 마스크 시트의 형상이 변형되거나 마스크 시트에 처짐 현상이 발생하여 마스크 시트의 형상이 변형된 경우도 포함한다. 그리고, 검출부(110)는 얼라인 마크와 얼라인 홀을 사용하여 기판과 마스크 시트를 1차 얼라인한 후 마스크 시트와 발광 영역인 픽셀 위치의 정확성(pixel position accuracy)을 더 측정할 수 있다.
검출부(110)는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 기판과 마스크 시트의 틀어짐을 검출하는 제1 검출부(111) 및 마스크 시트의 변형을 검출하는 제2 검출부(112)를 포함할 수 있다.
제1 검출부(111)는 기판과 마스크 시트에 대한 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지에 기초하여 기판과 마스크 시트의 틀어짐을 검출할 수 있다. 이에, 제1 검출부(111)는 카메라와 같은 촬영부를 포함할 수 있다. 제1 검출부(111)는 이동부(120)에 의해 챔버 내에서 평면 운동을 하면서 기판과 마스크 시트의 전체 이미지를 촬영할 수도 있고, 복수의 특정 지점에서의 기판과 마스크 시트의 이미지를 촬영할 수도 있다. 제1 검출부(111)는 촬영된 이미지에 기초하여 직접 틀어짐 정도를 검출할 수도 있고, 촬영된 이미지를 통신부(130)를 통해 외부의 컨트롤러로 전송할 수도 있다. 검출부(110)가 기판과 마스크 시트의 틀어짐을 검출하는 보다 구체적인 과정은 도 3a 내지 도 4i를 참조하여 보다 상세히 후술한다.
제2 검출부(112)는 검사 장치와 마스크 시트 사이의 거리, 기판과 마스크 시트 사이의 거리 및 마스크 시트에 대한 자력 중 적어도 하나를 검출하여 마스크 시트의 변형을 검출할 수 있다. 예를 들어, 제2 검출부(112)는 레이저 변위 센서를 이용하여 검사 장치와 마스크 시트 사이의 거리를 측정할 수 있고, 간섭계를 이용하여 기판과 마스크 시트 사이의 거리를 측정할 수 있으며, 가우스(Gauss) 측정기를 이용하여 마스크 시트에 대한 자력을 측정할 수 있다. 제2 검출부(112)는 검사 장치와 마스크 시트 사이의 거리, 기판과 마스크 시트 사이의 거리 및 마스크 시트에 대한 자력에 기초하여 직접 마스크 시트의 변형을 검출할 수도 있고, 측정된 값들을 통신부(130)를 통해 외부의 컨트롤러로 전송할 수도 있다. 검출부(110)가 마스크 시트의 변형을 검출하는 보다 구체적인 과정은 도 3a 내지 도 4i를 참조하여 보다 상세히 후술한다.
도 1b에서는 설명의 편의를 위해 검출부(110)가 제1 검출부(111) 및 제2 검출부(112) 둘 모두를 포함하는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 검출부(110)는 제1 검출부(111) 및 제2 검출부(112) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 또한, 도 1b에서는 설명의 편의를 위해 제1 검출부(111)와 제2 검출부(112)가 별개의 구성인 것으로 도시되었으나, 제1 검출부(111)와 제2 검출부(112)는 하나의 구성으로 구현될 수도 있다.
이동부(120)는 챔버 내에서 검출부(110)를 평면 운동시키도록 구성될 수 있다. 이동부(120)는 검출부(110)를 평면 이동시키기 위한 임의의 수단일 수 있고, 예를 들어, 평면 모터일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 그리고, 유기물을 증착하기 위한 증착원과 기판까지의 최소 공간이 필요하나, 평면 모터를 적용할 경우 최소 공간의 제약이 해소될 수 있는 효과가 있다.
통신부(130)는 검출부(110)에서 검출된 결과를 외부의 컨트롤러로 전송할 수 있다. 예를 들어, 통신부(130)는 기판과 마스크 시트의 틀어짐 정도, 틀어짐 정도에 기초하여 결정된 마스크 시트의 위치, 또는 기판과 마스크 시트를 촬영한 이미지나 마스크 시트의 변형 값 등과 같은 다양한 데이터를 전송할 수 있다. 외부의 컨트롤러는 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치(100)를 제어하는 컨트롤러일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100)는 유기물을 증착하기 위한 챔버에 장착되지 않고 유기물을 증착하기 위한 챔버와 별개일 수 있다. 즉, 얼라인 검사 장치(100)는 유기물을 증착하기 위한 챔버와 물리적으로 분리되어 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서, 얼라인 검사 장치(100)는 기판과 마스크 시트의 미스-얼라인을 검출하기 위한 공정 시점에서만 챔버 내에 투입되고, 미스-얼라인을 검출하기 위한 공정이 완료된 후 챔버에서 제거될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100)는 챔버에 장착된 형태가 아닌 별개의 구성으로 이루어짐으로써 증착 공정에 영향을 끼치지 않고, 챔버의 크기에 구애받지 않으면서 1차 얼라인의 정확도를 검사할 수 있다. 그리고, 챔버와 별개의 구성으로 얼라인 검사 장치를 구성하고, 평면 모터를 적용함으로써, 증착원과 기판까지의 최소 공간 내에서 얼라인 검사 장치의 이동부와 검출부를 구성하기 어려운 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100)는 1회 이상 유기물이 증착된 기판에 대해 추가적인 유기물 증착 공정을 수행할 때 사용될 수 있다. 즉, 유기물의 증착 공정은 고온에서 이루어지기 때문에 고온에 의해 기판 또는 마스크 시트가 변형될 수 있다. 따라서, 이미 1회 이상 유기물이 증착된 경우, 기판 또는 마스크 시트에 변형이 이루어졌을 수도 있기 때문에 얼라인 검사 장치(100)를 사용하는 경우 보다 유리할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100)는 고온에 의한 기판과 마스크 시트의 변형을 검출함으로써, 기판 및/또는 마스크 시트의 변형으로 인해 발생될 수 있는 불량을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100)는 챔버 내에서 1차 얼라인된 기판과 마스크 시트에 대한 1차 얼라인의 정확도를 측정하기 위한 검사 장치이다. 기판과 마스크 시트 각각에 형성된 얼라인 마크와 얼라인 홀을 사용하여 1차 얼라인 공정을 진행한 경우라도 기판과 마스크 시트의 변형에 의해 실제로는 기판과 마스크 시트가 정확하게 얼라인되지 않았을 수도 있다. 이에, 얼라인 검사 장치(100)는 챔버 내에서 얼라인 마크와 얼라인 홀을 사용하여 1차 얼라인한 후 기판에 유기물을 증착하기 전에 챔버 내에 투입되어 1차 얼라인 정확도를 측정하고 미스-얼라인을 검출함으로써, 기판과 마스크 시트에 대해 2차 얼라인이 수행되도록 할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100) 및 이를 사용한 검사 방법에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 3a 내지 도 4i를 함께 참조한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법을 설명하기 위한 순서도들이다. 도 4a 내지 도 4i는본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 검사 장치 및 검사 방법을 설명하기 위한 개략도들이다. 도 3a에서 점선으로 도시된 단계들은 선택적으로 채용될 수 있는 단계들이다.
도 4a는 기판(410)과 마스크 시트(440)를 제1 챔버(400) 내에 로딩한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 마스크 시트(440)는 금속 물질로 이루어지는 베이스 시트(441), 베이스 시트(441)에 형성된 복수의 마스크 홀(442) 및 얼라인 홀(443)을 포함할 수 있다. 이때, 마스크 홀(442)은 영상이 표시되는 기판(410)의 액티브 영역과 대응되는 위치에 배치되고, 얼라인 홀(443)은 영상이 표시되지 않는 기판(410)의 비액티브 영역과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 다시 말해, 마스크 홀(442)의 위치는 기판(410) 상에 유기물이 증착될 영역에 대응하는 위치일 수 있다. 이에 따라, 제1 챔버(400) 내에 배치되는 증착원으로부터의 유기물이 마스크 홀(442)을 통과하여 기판(410)에 증착되고, 기판(410) 상에 유기층이 형성될 수 있다.
제1 챔버(400) 내에서 마스크 시트(440)의 엣지(edge) 영역 하부에는 마스크 시트(440)를 고정시키기 위한 마스크 프레임(450)이 배치될 수 있다. 마스크 프레임(450)은 마스크 시트(440)와 고정되어 있는 상태, 예를 들어, 용접되어 있는 상태로, 마스크 프레임(450) 하부에 위치한 마스크 스테이지(460)에 배치될 수 있다. 마스크 프레임(450)은, 예를 들어, 인바(Invar)로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 인바(Invar)는 철-니켈(Fe-Ni) 합금으로 낮은 열팽창계수로 인하여 온도에 의한 영향을 거의 받지 않는 재료일 수 있다.
마스크 시트(440)의 상부에는 마스크 시트(440)의 처짐을 방지하기 위한 마그넷 구조물(470)이 배치될 수 있다. 마그넷 구조물(470)은 마그넷 베이스판(473), 마스크 시트(440)와 마주보는 마그넷 베이스판(473)의 일 면에 배치된 제1 마그넷(471) 및 제2 마그넷(472)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 마그넷(471)과 제2 마그넷(472)은 서로 다른 극성을 가지며, 제1 마그넷(471)과 제2 마그넷(472)이 교차하며 배치될 수 있다. 이러한 마그넷 구조물(470)에 의해 마스크 시트(440)를 고정시켜, 마스크 시트(440)의 처짐을 완화할 수 있다.
기판(410)은 제1 챔버(400) 내에서 마스크 시트(440) 상에 배치될 수 있다. 도 4a에서는 설명의 편의를 위해 기판(410)만을 도시하였으나, 기판(410)이 제1 챔버(400) 내에 로딩된 상태에서 기판(410) 상에는 도 2를 참조하여 설명한 바와 같은 박막 트랜지스터(TFT) 및 유기 발광 소자(250)의 애노드(251)가 배치되어 있을 수 있다. 이 때, 기판(410)은 애노드(251)가 마스크 시트(440)에 대향하도록 마스크 시트(440) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제1 챔버(400)가 아닌 다른 챔버인 제2 챔버에서 이미 기판(410) 상에 유기층(252) 중 일부 층이 형성된 경우, 해당 유기층이 마스크 시트(440)와 대향하도록 기판(410)이 마스크 시트(440) 상에 배치될 수 있다.
또한, 얼라인 마크(411)가 기판(410)의 비액티브 영역에 배치될 수 있다. 얼라인 마크(411)는, 예를 들어, 박막 트랜지스터를 구성하는 물질과 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4a에서는 기판(410)에 얼라인 마크(411)가 배치되고, 마스크 시트(440)에 얼라인 홀(443)이 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고 기판(410)에 얼라인 홀이 배치되고, 마스크 시트(440)에 얼라인 마크가 배치될 수도 있다.
제1 챔버(400) 내에서 기판(410)은 기판 홀더(420) 및 기판 푸셔(pusher)(430)에 의해 고정된다. 구체적으로, 기판(410)의 엣지 영역이 기판 홀더(420) 상에 얹혀지는 상태로 기판(410)이 기판 홀더(420) 상에 배치되고, 기판(410)은 기판(410) 상에 배치된 기판 푸셔(430)를 통해 고정될 수 있다. 기판 홀더(420)는, 금속 물질, 예를 들어, 스테인레스(SUS) 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 기판 푸셔(430)는 에어 실린더(air cylinder)와 스프링 푸셔(spring pusher)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 기판(410)과 마스크 시트(440)가 제1 챔버(400) 내에 로딩된 경우, 기판(410)은 기판 홀더(420) 및 기판 푸셔(430)에 의해 고정되고, 마스크 시트(440)는 마스크 프레임(450), 마스크 스테이지(460) 및 마그넷 구조물(470)에 의해 고정될 수 있다.
이어서, 도 3a 및 도 4b를 참조하면, 제1 챔버(400) 내에서 기판(410)과 마스크 시트(440)를 1차 얼라인시킨다(S310). 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 기판과 마스크 시트를 1차 얼라인하는 공정을 나타낸 단면도이다.
도 4b를 참조하면, 제1 챔버(400) 내에서 기판(410)과 마스크 시트(440)를 1차 얼라인시키는 공정은 기판(410)에 포함된 얼라인 마크(411)와 마스크 시트(440)에 포함된 얼라인 홀(443)을 사용하여 기판(410)과 마스크 시트(440)를 얼라인시키는 공정일 수 있다. 구체적으로, 마스크 시트(440) 상에 기판(410)이 배치된 상태에서 카메라(510)와 같은 촬영부를 통해 얼라인 마크(411)와 얼라인 홀(443)의 위치를 확인하여, 얼라인 마크(411)와 얼라인 홀(443)이 대응하도록 기판(410) 및/또는 마스크 시트(440)를 이동시키는 방식으로 1차 얼라인 공정이 수행될 수 있다.
도 4b에서는 기판(410)에 얼라인 마크(411)가 배치되고, 마스크 시트(440)에 얼라인 홀(443)이 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고 기판(410)에 얼라인 홀이 배치되고, 마스크 시트(440)에 얼라인 마크가 배치될 수도 있다.
이어서, 도 3a, 도 3b, 도 4c 내지 도 4f를 참조하면, 제1 챔버(400) 내에 얼라인 검사 장치(100)가 투입되어 얼라인 검사 장치(100)를 사용하여 기판(410)과 마스크 시트(440) 사이의 1차 얼라인 정확도를 검출한다(S320).
먼저, 도 4c를 참조하면, 기판(410)과 마스크 시트(440)의 1차 얼라인 정확도를 검사하기 위해, 얼라인 검사 장치(100)가 제1 챔버(400) 내에 투입될 수 있다. 얼라인 검사 장치(100)는 이동부(120)에 의해 제1 챔버(400) 내에서 평면 운동을 하면서 검출부(110)를 통해 기판(410) 및 마스크 시트(440)에 대한 이미지를 촬영할 수 있다(S321). 예를 들어, 얼라인 검사 장치(100)는 이동부(120)에 의해 X-Y 평면 상에서 자유롭게 이동하며 검출부(110)를 통해 이미지를 촬영할 수 있다. 이 때, 얼라인 검사 장치(100)는 기판(410) 및 마스크 시트(440) 전체에 대한 이미지를 촬영할 수도 있고, 복수의 특정 지점에 대한 이미지만을 촬영할 수도 있다.
이어서, 얼라인 검사 장치(100)는 검출부(110)를 사용하여 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 연산할 수 있다(S322). 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 연산하는 구체적인 과정을 설명하기 위해 도 4d 내지 도 4f를 함께 참조한다.
도 4d 및 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법을 설명하기 위한 평면도로서, 고온 공정 등에 의해 기판(410) 전체가 동일하게 변형된 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4d를 참조하면, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)의 제1 검출부(111)는 1차 얼라인된 기판(410)과 마스크 시트(440)의 얼라인 정확도를 검사하기 위해 복수의 지점(MP)에서의 기판(410)과 마스크 시트(440)에 대한 이미지를 촬영할 수 있다. 상술한 바와 같이, 도 4d에 도시된 실시예는 기판(410) 전체가 동일하게 변형된 경우이므로, 각각의 지점(MP)에서 촬영된 이미지는 도 4d의 확대도에 도시된 상태와 동일하다.
얼라인 검사 장치(100)의 제1 검출부(111)는 촬영된 이미지에서 기판(410)의 픽셀(412)과 마스크 시트(440)의 마스크 홀(442)을 비교하여 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 연산할 수 있다. 구체적으로, 얼라인 검사 장치(100)의 제1 검출부(111)는 복수의 지점(MP)에서의 픽셀(412)의 중심점(P1)과 마스크 홀(442)의 중심점(P2)을 비교하여 틀어짐 정도를 측정할 수 있다(S322a). 즉, 픽셀(412)의 중심점(P1)과 마스크 홀(442)의 중심점(P2) 사이의 거리(d)가 짧으면 1차 얼라인의 정확도가 높은 것으로 판단하고, 픽셀(412)의 중심점(P1)과 마스크 홀(442)의 중심점(P2) 사이의 거리(d)가 길면 틀어짐이 심한 것으로 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 픽셀(412)의 중심점(P1)은 기판(410)에 형성된 애노드(251)의 중심점 또는 이미 형성된 유기층(252)의 중심점으로 정의될 수 있다.
이어서, 얼라인 검사 장치(100)의 제1 검출부(111)는 복수의 지점(MP)에서의 틀어짐 정도가 최소화되는 마스크 시트(440)의 위치를 결정할 수 있다(S322b). 상술한 바와 같이, 도 4d에 도시된 실시예는 기판(410) 전체가 동일하게 변형된 경우이므로, 각각의 지점(MP)에서의 픽셀(412)의 중심점(P1)과 마스크 홀(442)의 중심점(P2) 사이의 거리(d) 및 틀어짐의 방향은 동일하다. 따라서, 복수의 지점(MP)에서의 틀어짐 정도가 최소화되는 마스크 시트(440)의 위치는 픽셀(412)의 중심점(P1)과 마스크 홀(442)의 중심점(P2)이 중첩되는 마스크 시트(440)의 위치일 수 있다.
상술한 바와 같이, 복수의 지점(MP)에서의 틀어짐 정도가 최소화되는 마스크 시트(440)의 위치가 결정되는 경우, 마스크 시트(440)를 이동시켜 기판(410)과 마스크 시트(440)를 2차 얼라인시킬 수 있다(S330). 즉, 도 4e에 도시된 바와 같이, 기판(410)의 픽셀(412)의 중심점(P1)과 마스크 홀(442)의 중심점(P1)이 일치하도록 마스크 시트(440)의 위치를 교정하여, 즉, 마스크 시트(440)를 위치 440'로 이동시켜 기판(410)과 마스크 시트(440)가 2차 얼라인될 수 있다. 마스크 시트(440)를 이동시키기 위해 얼라인 검사 장치(100)는 통신부(130)를 통해 결정된 마스크 시트(440)의 위치를 외부의 컨트롤러에 전송하고, 외부의 컨트롤러는 마스크 시트(440)를 이동시킬 수 있다. 이 때, 마스크 시트(440)를 이동시키는 방법은 기판(410)과 마스크 시트(440)를 1차 얼라인하는 방법과 동일할 수 있다. 이와 같이, 2차 얼라인 공정을 수행하면, 얼라인의 정확도가 향상되어 유기 발광 표시 장치의 공정 불량률이 감소될 수 있으며, 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 마스크 시트와 발광 영역인 픽셀 위치의 정확성(pixel position accuracy)을 측정함으로써, 얼라인의 정확도가 더 향상될 수 있다.
도 4e에서는 9개의 지점(MP)에 대해 이미지를 촬영하여 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 측정하는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 지점(MP)의 개수 및 위치는 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 도 4e에서는 복수의 지점(MP)에 대해 이미지를 촬영하여 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 측정하는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 얼라인 검사 장치(100)가 기판(410) 및 마스크 시트(440) 전체에 대한 이미지를 촬영하고, 그 중 복수의 지점(MP)에 대해 분석하는 방식으로 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 측정할 수도 있다.
또한, 도 4e에서는, 마스크 시트(440)의 위치를 교정하여 2차 얼라인 공정을 수행하는 것으로 설명하였으나, 몇몇 실시예에서는, 복수의 지점(MP)에서의 틀어짐 정도가 최소화되는 기판(410)의 위치가 결정되고, 기판(410)을 이동시켜 기판(410)과 마스크 시트(440)를 2차 얼라인시킬 수도 있다.
또한, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)의 제1 검출부(111)에서 직접 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 측정하고, 변경될 마스크 시트(440)의 위치를 결정하는 것으로 설명하였으나, 몇몇 실시예에서는, 제1 검출부(111)가 이미지만 촬영하고, 촬영된 이미지가 통신부(130)를 통해 외부의 컨트롤러로 전송되어, 외부의 컨트롤러에서 이미지에 기초하여 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 측정하고, 변경될 마스크 시트(440)의 위치를 결정할 수도 있다.
다음으로, 도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법을 설명하기 위한 평면도로서, 고온 공정 등에 의해 기판(410)이 국부적으로 변형된 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4f를 참조하면, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)의 제1 검출부(111)는 1차 얼라인된 기판(410)과 마스크 시트(440)의 얼라인 정확도를 검사하기 위해 복수의 지점(MP, MP1, MP2, MP3)에 대한 기판(410)과 마스크 시트(440)에 대한 이미지를 촬영할 수 있다. 상술한 바와 같이, 도 4f에 도시된 실시예는 기판(410)이 국부적으로 변형된 경우이므로, 각각의 지점(MP)에서 촬영된 이미지는 서로 상이할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 3개의 지점(MP1, MP2, MP3)에서의 이미지에 기초하여 얼라인 정확도를 검사하는 과정을 설명하나, 실제로는 복수의 지점(MP, MP1, MP2, MP3) 모두에서의 이미지에 기초하여 얼라인 정확도를 검사할 수 있다.
얼라인 검사 장치(100)의 제1 검출부(111)는 촬영된 이미지에서 기판(410)의 픽셀(412)과 마스크 시트(440)의 마스크 홀(442)을 비교하여 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 연산할 수 있다. 구체적으로, 얼라인 검사 장치(100)의 제1 검출부(111)는 복수의 지점(MP1, MP2, MP3)에서의 픽셀(412)의 중심점(P1, P3, P5)과 마스크 홀(442)의 중심점(P2, P4, P6)을 각각 비교하여 틀어짐 정도를 측정할 수 있다(S322a). 즉, 픽셀(412)의 중심점(P1, P3, P5)과 마스크 홀(442)의 중심점(P2, P2, P4) 사이의 거리(d1, d2, d3)가 짧으면 1차 얼라인의 정확도가 높은 것으로 판단하고, 픽셀(412)의 중심점(P1, P3, P5)과 마스크 홀(442)의 중심점(P2, P2, P4) 사이의 거리(d1, d2, d3)가 길면 틀어짐이 심한 것으로 것으로 판단할 수 있다.
이어서, 얼라인 검사 장치(100)의 제1 검출부(111)는 복수의 지점(MP1, MP2, MP3)에서의 틀어짐 정도가 최소화되는 마스크 시트(440)의 위치를 결정할 수 있다(S322b). 상술한 바와 같이, 도 4f에 도시된 실시예는, 기판(410)이 국부적으로 변형된 경우이므로, 각각의 지점(MP1, MP2, MP3)에서의 픽셀(412)의 중심점(P1, P3, P5)과 마스크 홀(442)의 중심점(P2, P4, P6) 사이의 각각의 거리(d1, d2, d3) 및 틀어짐의 방향은 서로 상이할 수 있다. 따라서, 복수의 지점(MP1, MP2, MP3)에서의 틀어짐 정도가 최소화되는 마스크 시트(440)의 위치는 거리(d1, d2, d3) 및 틀어짐의 방향을 고려하여 결정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 복수의 지점(MP1, MP2, MP3)에서의 틀어짐 정도가 최소화되는 마스크 시트(440)의 위치가 결정되는 경우, 마스크 시트(440)를 이동시켜 기판(410)과 마스크 시트(440)를 2차 얼라인시킬 수 있다(S330). 마스크 시트(440)를 이동시키기 위해 얼라인 검사 장치(100)는 통신부(130)를 통해 결정된 마스크 시트(440)의 위치를 외부의 컨트롤러에 전송하고, 외부의 컨트롤러는 마스크 시트(440)를 이동시킬 수 있다. 이 때, 마스크 시트(440)를 이동시키는 방법은 기판(410)과 마스크 시트(440)를 1차 얼라인하는 방법과 동일할 수 있다. 이와 같이, 2차 얼라인 공정을 수행하면, 얼라인의 정확도가 향상되어 유기 발광 표시 장치의 공정 불량률을 감소시킬 수 있다.
도 4f에서는 9개의 지점(MP, MP1, MP2, MP3)에 대해 이미지를 촬영하여 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 측정하는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 지점(MP, MP1, MP2, MP3)의 개수 및 위치는 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 도 4f에서는 복수의 지점(MP, MP1, MP2, MP3)에 대해 이미지를 촬영하여 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 측정하는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 얼라인 검사 장치(100)가 기판(410) 및 마스크 시트(440) 전체에 대한 이미지를 촬영하고, 그 중 복수의 지점(MP, MP1, MP2, MP3)에 대해 분석하는 방식으로 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 측정할 수도 있다.
마스크 시트(440)의 위치를 교정하여 2차 얼라인 공정을 수행하는 것으로 설명하였으나, 몇몇 실시예에서는, 복수의 지점(MP, MP1, MP2, MP3)에서의 틀어짐 정도가 최소화되는 기판(410)의 위치가 결정되고, 기판(410)을 이동시켜 기판(410)과 마스크 시트(440)를 2차 얼라인시킬 수도 있다.
또한, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)의 제1 검출부(111)에서 직접 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 측정하고, 변경될 마스크 시트(440)의 위치를 결정하는 것으로 설명하였으나, 몇몇 실시예에서는, 제1 검출부(111)가 이미지만 촬영하고, 촬영된 이미지가 통신부(130)를 통해 외부의 컨트롤러로 전송되어, 외부의 컨트롤러에서 이미지에 기초하여 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 측정하고, 변경될 마스크 시트(440)의 위치를 결정할 수도 있다. 또한, 앞에서는 복수의 지점(MP, MP1, MP2, MP3)에서의 틀어짐 정도가 최소화되는 마스크 시트(440)의 위치를 결정하는 것으로 설명하였으나, 몇몇 실시예에서는, 복수의 지점(MP, MP1, MP2, MP3) 중 특정 지점에서의 틀어짐 정도가 최소화되도록 위치를 결정할 수도 있다. 또는, 몇몇 실시예에서는, 복수의 지점(MP, MP1, MP2, MP3) 각각에 대해 서로 다른 가중치를 부여하고, 가중치에 기초하여 틀어짐 정도가 최소화되도록 마스크 시트(440)의 위치를 결정할 수도 있다.
일반적인 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서는 기판 상에 유기물을 증착하기 위해 챔버 내에 기판과 마스크 시트를 로딩한 후 기판과 마스크 시트 각각에 배치된 얼라인 마크와 얼라인 홀을 사용하여 얼라인 공정을 수행한다. 또한, 기판과 마스크 시트를 얼라인한 후 유기물 증착 공정이 이루어져 유기 발광 표시 장치의 유기층을 형성한다.
그러나,박막 트랜지스터 구조를 형성하는 과정 및 유기물을 반복적으로 증착하는 과정에서 기판에 가해지는 열에 의해 기판이 틀어지거나 기판의 형상이 전체적으로 또는 국지적으로 변형될 수 있다. 이 경우, 얼라인 마크와 얼라인 홀이 정확히 얼라인되더라도, 기판의 발광 영역과 마스크 시트의 마스크 홀은 정확히 얼라인되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 상술한 바와 같이 기판이 변형되어 미스-얼라인이 발생하면 유기 발광 표시 장치는 불량품으로 판정되어 폐기 처리되어야 할 수도 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100) 및 검사 방법에서는 얼라인 마크(411)와 얼라인 홀(443)을 사용하여 기판(410)과 마스크 시트(440)를 1차 얼라인한 후 유기물 증착 공정이 수행되기 전에 1차 얼라인의 정확도를 검사한 후, 검사 결과에 따라 기판(410)과 마스크 시트(440)를 2차 얼라인한다. 따라서, 유기층(252)이 형성될 영역에 대응하도록 마스크 시트(440)의 마스크 홀(442)이 정확히 배치될 수 있고, 유기물이 의도된 위치에 정확히 증착될 수 있으므로, 유기 발광 표시 장치의 수율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100) 및 검사 방법에서는 기판(410) 및 마스크 시트(440)의 이미지를 촬영한 후 기판(410)의 픽셀(412)의 중심점과 마스크 시트(440)의 마스크 홀(442)의 중심점을 비교하여 틀어짐 정도를 판단한 후 기판(410) 또는 마스크 시트(440)의 위치를 결정할 수 있다. 구체적으로, 픽셀(412)의 중심점과 마스크 시트(440)의 중심점 간의 거리(d)가 최소화될 수 있는 위치를 결정하여 기판(410) 또는 마스크 시트(440)가 2차 얼라인될 수 있다. 따라서, 보다 정확한 위치에 유기층(252)이 형성될 수 있고, 유기 발광 표시 장치의 불량률이 감소될 수 있으며, 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100) 및 검사 방법은 마스크 시트(440)의 변형을 검출할 수도 있다.
마스크 시트(440)의 변형은, 동일한 마스크 시트(440)를 반복적으로 사용함에 인해 발생할 수 있다. 즉, 마스크 시트(440)가 고온 공정인 증착 공정에 반복적으로 사용됨에 따라, 마스크 시트(440)의 형상이 변화하거나 마스크 시트(440)의 특정 영역이 처지는 현상이 발생할 수 있다. 이하에서는, 마스크 시트(440)의 변형을 검사하는 과정에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 3a, 도 4g 및 도 4h를 함께 참조한다.
도 3a를 참조하면, 마스크 시트(440)의 변형을 검사하는 단계(S340)는 2차 얼라인 단계(S330) 단계 이전에 수행될 수 있다. 즉, 마스크 시트(440)의 변형을 검사한 결과에 기초하여 기판(410)과 마스크 시트(440)를 다시 얼라인시켜야 하는 경우가 발생할 수도 있으므로, 마스크 시트(440)의 변형을 검사하는 단계(S340)는 2차 얼라인 단계(S330) 이전에 수행되는 것이 바람직하다. 다만, 도 3a에서는 마스크 시트(440)의 변형을 검사하는 단계(S340)가 1차 얼라인 정확도를 측정하는 단계(S320) 이후에 수행되는 것으로 도시되었으나, 마스크 시트(440)의 변형을 검사하는 단계(S340)와 1차 얼라인 정확도를 측정하는 단계(S320)와 시계열적 순서는 이에 제한되지는 않는다.
마스크 시트(440)의 변형을 검사하는 단계(S340)는 얼라인 검사 장치(100)와 마스크 시트(440) 사이의 거리를 검출하거나, 기판(410)과 마스크 시트(440) 사이의 거리를 검출하거나, 마스크 시트(440)에 대한 자력을 검출하여 마스크 시트의 변형을 검출할 수 있다. 이하에서는, 마스크 시트(440)의 변형을 검사하는 단계(S340)에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 4g 및 도 4h를 함께 참조한다.
먼저, 도 4g를 살펴보면, 마스크 시트(440)의 변형을 검사하기 위해, 얼라인 검사 장치(100)는 마스크 시트(440)에 레이저를 조사하고, 마스크 시트(440)로부터 반사되어 돌아오는 레이저를 검출하며, 레이저의 조사 시간 및 레이저의 검출 시간에 기초하여 마스크 시트의 변형을 판단할 수 있다.
구체적으로, 얼라인 검사 장치(100)는 이동부(120)에 의해 제1 챔버(400) 내에서 평면 운동을 하면서 검출부(110)를 통해 레이저를 마스크 시트(440) 향해 조사하고, 마스크 시트(440)로부터 반사되어 돌아오는 레이저를 검출할 수 있다. 이때, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)는 레이저 변위 센서를 포함할 수 있다.
이어서, 얼라인 검사 장치(100)는 검출부(110)를 사용하여 마스크 시트(440)의 변형 정도를 판단할 수 있다. 구체적으로, 얼라인 검사 장치(100)는 복수의 위치 각각에서 레이저를 조사한 시간과 마스크 시트(440)로부터 반사되어 돌아오는 레이저를 검출한 시간을 비교하여 각각의 위치에서의 마스크 처짐 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 얼라인 검사 장치(100)가 하나의 위치에서 레이저를 조사하면, 해당 레이저는 마스크에서 반사되어 얼라인 검사 장치(100)를 향해 돌아오게 되고, 얼라인 검사 장치(100)는 해당 레이저를 검출할 수 있다. 이 때, 얼라인 검사 장치(100)는 레이저 조사 시간과 레이저 검출 시간의 차이를 계산할 수 있고, 해당 차이 시간과 레이저의 속도에 기초하여 해당 위치에서의 얼라인 검사 장치(100)와 마스크 시트(440) 사이의 거리를 계산할 수 있다. 상술한 바와 같은 방식으로 얼라인 검사 장치(100)가 복수의 위치에서 얼라인 검사 장치(100)와 마스크 시트(440) 사이의 거리를 계산할 수 있고, 얼라인 검사 장치(100)는 계산된 거리에 기초하여 마스크 시트(440)의 형상 변형 또는 마스크 시트(440)의 처짐 현상을 검출할 수 있다.
예를 들어, 도 4g를 참조하면, 중앙 영역에서 검출된 얼라인 검사 장치(100)와 마스크 시트(440) 사이의 제1 거리(dh1)와 엣지 영역에서 검출된 얼라인 검사 장치(100)와 마스크 시트(440) 사이의 제2 거리(dh2)가 서로 상이한 경우, 마스크 시트(440)의 변형이 발생된 것으로 판단될 수 있다. 특히, 제1 거리(dh1)가 제2 거리(dh2)보다 짧은 경우라면, 마스크 시트(440)의 중앙 영역에서 마스크 시트(440)의 처짐 현상이 발생한 것으로 판단될 수 있다.
상술한 바와 같이 마스크 시트(440)의 변형이 발생되거나, 마스크 시트(440)의 처짐이 발생된 것으로 판단되면, 마스크 시트(440)의 변형 정도나 마스크 시트(440)의 처짐 정도에 따라, 기판(410)과 마스크 시트(440)를 2차 얼라인시키거나(S330), 마스크 시트(440)를 교체할 수 있다(S350). 즉, 마스크 시트(440)의 변형 정도나 마스크 시트(440)의 처짐 정도가 작은 경우에는 굳이 마스크 시트(440)를 교체할 필요는 없으므로, 마스크 시트(440)의 변형 정도나 마스크 시트(440)의 처짐 정도를 고려하여 기판(410)과 마스크 시트(440)를 2차 얼라인시킬 수 있다. 반면에, 마스크 시트(440)의 변형 정도나 마스크 시트(440)의 처짐 정도가 큰 경우에는 2차 얼라인 공정을 통해 해당 문제를 해결할 수 없으므로, 마스크 시트(440)를 교체하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 제1 거리(dh1)와 제2 거리(dh2)의 차이가 임계치보다 큰 경우 마스크 시트(440)를 교체하고, 제1 거리(dh1)과 제2 거리(dh2)의 차이가 임계치보다 작으면 2차 얼라인을 수행할 수 있다.
앞에서는, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)에서 모든 과정이 다 수행되는 것으로 설명되었으나, 몇몇 실시예에서, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)는 얼라인 검사 장치(100)와 마스크 시트(440) 간의 거리만을 검출하여 통신부(130)를 통해 외부 컨트롤러로 전송한 후 외부 컨트롤러에서 마스크 시트(440)의 변형 정도를 판단하여 2차 얼라인 및 마스크 시트(440) 교체의 수행 여부를 판단할 수 있다.
다음으로, 도 4h를 살펴보면, 마스크 시트(440)의 변형을 검사하기 위해, 얼라인 검사 장치(100)는 기판(410) 및 마스크 시트(440)에 대한 3차원 이미지를 획득하고, 3차원 이미지에 기초하여 기판(410)과 마스크 시트(440) 사이의 간격을 측정하며, 기판(410)과 마스크 시트(440) 사이의 간격에 기초하여 마스크 시트(440)의 변형을 판단할 수 있다.
구체적으로, 얼라인 검사 장치(100)는 이동부(120)에 의해 제1 챔버(400) 내에서 평면 운동을 하면서 검출부(110)를 통해 기판(410)과 마스크 시트(440)의 3차원 이미지를 촬영할 수 있다. 이때, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)는 3차원 이미지를 획득하기 위해 간섭계를 사용할 수 있으며, 간섭계는, 예를 들어, WSI(White Light Scanning Interferometer) 또는 LSI(Lateral Shearing Interferometer) 등과 같은 다양한 간섭계 중 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이어서, 얼라인 검사 장치(100)는 검출부(110)를 사용하여 마스크 시트(440)의 변형 정도를 판단할 수 있다. 구체적으로, 얼라인 검사 장치(100)는 3차원 이미지를 사용하여 기판(410)과 마스크 시트(440) 사이의 간격을 측정하고, 측정된 간격에 기초하여 마스크 시트(440)의 변형을 판단할 수 있다. 구체적으로, 얼라인 검사 장치(100)는 3차원 이미지를 사용하여 복수의 위치 각각에서의 기판(410)과 마스크 시트(440) 사이의 간격을 측정할 수 있고, 얼라인 검사 장치(100)는 측정된 간격에 기초하여 마스크 시트(440)의 형상 변형 또는 마스크 시트(440)의 처짐 현상을 검출할 수 있다.
예를 들어, 도 4h를 참조하면, 엣지 영역에서 측정된 기판(410)과 마스크 시트(440) 사이의 제1 간격(dm1)과 중앙 영역에서 측정된 기판(410)과 마스크 시트(440) 사이의 제2 간격(dm2)이 서로 상이한 경우, 마스크 시트(440)의 변형이 발생된 것으로 판단될 수 있다. 특히, 제1 간격(dm1)이 제2 간격(dm2)보다 작은 경우라면, 마스크 시트(440)의 중앙 영역에서 마스크 시트(440)의 처짐 현상이 발생한 것으로 판단될 수 있다.
상술한 바와 같이 마스크 시트(440)의 변형이 발생되거나, 마스크 시트(440)의 처짐이 발생된 것으로 판단되면, 마스크 시트(440)의 변형 정도나 마스크 시트(440)의 처짐 정도에 따라, 기판(410)과 마스크 시트(440)를 2차 얼라인시키거나(S330), 마스크 시트(440)를 교체할 수 있다(S350). 즉, 마스크 시트(440)의 변형 정도나 마스크 시트(440)의 처짐 정도가 작은 경우에는 굳이 마스크 시트(440)를 교체할 필요는 없으므로, 마스크 시트(440)의 변형 정도나 마스크 시트(440)의 처짐 정도를 고려하여 기판(410)과 마스크 시트(440)를 2차 얼라인시킬 수 있다. 반면에, 마스크 시트(440)의 변형 정도나 마스크 시트(440)의 처짐 정도가 큰 경우에는 2차 얼라인 공정을 통해 해당 문제를 해결할 수 없으므로, 마스크 시트(440)를 교체하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 제1 간격(dm1)와 제2 간격(dm2)의 차이가 임계치보다 큰 경우 마스크 시트(440)를 교체하고, 제1 간격(dm1)과 제2 간격(dm2)의 차이가 임계치보다 작으면 2차 얼라인을 수행할 수 있다.
앞에서는, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)에서 모든 과정이 다 수행되는 것으로 설명되었으나, 몇몇 실시예에서, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)는 기판(410)과 마스크 시트(440) 간의 간격만을 측정하여 통신부(130)를 통해 외부 컨트롤러로 전송한 후 외부 컨트롤러에서 마스크 시트(440)의 변형 정도를 판단하여 2차 얼라인 및 마스크 시트(440) 교체의 수행 여부를 판단할 수 있다.
다음으로, 마스크 시트(440)의 변형을 검사하기 위해, 얼라인 검사 장치(100)는 가우스(Gauss) 측정 방식을 사용하여 마스크 시트(440)에 대한 자력을 측정하여 마스크 시트(440)의 변형을 판단할 수도 있다.
구체적으로, 얼라인 검사 장치(100)는 이동부(120)에 의해 제1 챔버(400) 내에서 평면 운동을 하면서 검출부(110)를 통해 마스크 시트(440)에 대한 자력을 측정할 수 있다. 이때, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)는 자력을 측정하기 위해 가우스 측정 방식을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 방식으로 자력을 측정할 수 있다.
이어서, 얼라인 검사 장치(100)는 검출부(110)를 사용하여 마스크 시트(440)의 변형 정도를 판단할 수 있다. 예를 들어, 마스크 시트(440)에 대한 자력이 특정 위치에서 상대적으로 낮은 것으로 측정되면, 해당 위치에서는 마스크 시트(440)가 처진 것으로 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이 마스크 시트(440)의 처짐이 발생된 것으로 판단되면, 마스크 시트(440)의 처짐 정도에 따라, 기판(410)과 마스크 시트(440)를 2차 얼라인시키거나(S330), 마스크 시트(440)를 교체할 수 있다(S350). 즉, 마스크 시트(440)의 처짐 정도가 작은 경우에는 굳이 마스크 시트(440)를 교체할 필요는 없으므로, 마스크 시트(440)의 처짐 정도를 고려하여 기판(410)과 마스크 시트(440)를 2차 얼라인시킬 수 있다. 반면에, 마스크 시트(440)의 변형 정도나 마스크 시트(440)의 처짐 정도가 큰 경우에는 2차 얼라인 공정을 통해 해당 문제를 해결할 수 없으므로, 마스크 시트(440)를 교체하는 것이 바람직할 수 있다.
앞에서는, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)에서 모든 과정이 다 수행되는 것으로 설명되었으나, 몇몇 실시예에서, 얼라인 검사 장치(100)의 검출부(110)는 자력만을 측정하여 통신부(130)를 통해 외부 컨트롤러로 전송한 후 외부 컨트롤러에서 2차 얼라인 및 마스크 교체의 수행 여부를 판단할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 얼라인 검사 장치(100)는 얼라인 검사 장치(100)와 마스크 시트(440) 사이의 거리, 기판(410)과 마스크 시트(440) 사이의 간격 및 마스크 시트(440)에 대한 자력 중 적어도 2개 이상을 고려하여 마스크 시트(440)의 변형을 검사할 수도 있다. 즉, 얼라인 검사 장치(100)와 마스크 시트(440) 사이의 거리, 기판(410)과 마스크 시트(440) 사이의 간격 및 마스크 시트(440)에 대한 자력 중 하나만을 고려하여 마스크 시트(440)의 변형을 검사하는 경우보다 검사의 정확성을 향상시키기 위해, 얼라인 검사 장치(100)는 얼라인 검사 장치(100)와 마스크 시트(440) 사이의 거리, 기판(410)과 마스크 시트(440) 사이의 간격 및 마스크 시트(440)에 대한 자력 중 2개 이상을 고려하여 마스크 시트(440)의 변형을 검사할 수도 있다.
일반적인 유기 발광 표시 장치 제조 방법에서는 동일한 물질을 증착하기 위해 동일한 마스크 시트가 반복적으로 사용된다. 예를 들어, 하나의 제품에서 하나의 유기층(예를 들어, 정공 수송층)이 형성되어야 하는 위치는 동일하므로, 하나의 제품을 양산하는 과정에서 하나의 마스크 시트가 반복적으로 사용된다. 다만, 유기물 증착 공정은 고온에서 이루어지므로, 마스크 시트가 변형될 수도 있다. 또한, 마스크 시트는 금속 물질로 이루어지므로, 마스크 시트의 특정 부분(예를 들어, 중앙 부분)이 아래로 처지는 처짐 현상이 발생할 수 있다. 상술한 바와 같이, 마스크 시트가 변형되거나, 마스크 시트가 처진 상황에서 유기물 증착 공정이 수행되는 경우, 기판과 마스크 시트가 얼라인 마크와 얼라인 홀을 사용하여 얼라인되었더라도 유기물이 의도된 위치에 정확하게 증착되지 않을 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100) 및 검사 방법에서는, 마스크 시트(440)의 변형, 즉, 마스크 시트(440)의 틀어짐 및 마스크 시트(440)의 처짐 등을 유기물 증착 전에 검사할 수 있다. 또한, 검사 결과에 기초하여 마스크 시트(440)와 기판(410)을 다시 얼라인하거나 마스크 시트(440)를 교체함으로써, 마스크 시트(440)의 변형에 의한 유기물 증착 불량이 최소화되고, 유기 발광 표시 장치의 증착 신뢰성이 보다 향상될 수 있다.
이어서, 측정 결과에 기초하여 2차 얼라인이 이루어지거나 마스크 시트(440)가 교체된 후, 제1 챔버(400) 내에서 기판(410) 상에 유기물을 증착할 수 있다.
구체적으로, 도 4i를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(100)를 통해 기판(410)과 마스크 시트(440)의 위치가 교정된 후, 제1 챔버(400) 내에 배치된 증착원(480)을 사용하여 유기물을 증착하여 유기층(252)이 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 5의 유기 발광 표시 장치의 검사 장치 및 검사 방법을 설명하기 위한 개략도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 얼라인 검사 장치(500)는 검출부(110), 이동부(120), 통신부(130), 지지부(540) 및 체결부(550)를 포함한다. 도 5 및 도 6에 도시된 얼라인 검사 장치(500)는, 도 1a 및 1b에 도시된 얼라인 검사 장치(100)와 비교하여 지지부(540) 및 체결부(550)가 더 추가되었으며, 다른 구성 요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일 구성 요소들에 대한 중복 설명은 생략한다.
지지부(540)는 얼라인 검사 장치(500)의 검출부(110) 및 이동부(120)가 자유롭게 평면 운동할 수 있도록 검출부(110) 및 이동부(120)를 지지할 수 있다. 지지부(540)는 도 5에 도시된 바와 같이 상면이 개방된 박스(box) 형태를 가질 수 있다. 지지부(540)는 이동부(120)가 이동하는 베이스부와 얼라인 검사 장치(500)가 마스크 스테이지(660)와 체결되도록 베이스부로부터 상부로 연장하는 측벽부를 포함할 수 있다.
지지부(540)의 측벽부 상면에는, 지지부(540)가 마스크 스테이지(660)와 체결될 수 있도록 지지부(540)의 측벽부 상면으로부터 돌출되는 체결부(550)가 배치될 수 있다. 도 5 및 도 6에서는 체결부(550)의 단면 형상이 삼각형인 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 얼라인 검사 장치(500)와 마스크 스테이지(660)가 체결되도록 마스크 스테이지(660)에는 체결홈(661)이 형성될 수 있다. 마스크 스테이지(660)의 체결홈(661)은 얼라인 검사 장치(500)의 체결부(550)에 대응하여 배치될 수 있다.
도 5 및 도 6에서는 얼라인 검사 장치(500)의 체결부(550)가 마스크 스테이지(660)의 체결홈(661)에 체결되는 방식으로 얼라인 검사 장치(500)가 마스크 스테이지(660)에 고정되는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 방식으로 얼라인 검사 장치(500)가 마스크 스테이지(660)에 고정될 수 있다. 또한, 얼라인 검사 장치(500)는 마스크 스테이지(660)가 아닌 다른 구성에 고정될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 얼라인 검사 장치(500)는 지지부(540)와 체결부(550)를 포함하고, 체결부(550)는 마스크 스테이지(660)에 형성된 체결홈(661)과 체결되도록 구성된다. 따라서, 얼라인 검사 장치(500)의 이동부(120)는 제1 챔버(400)의 바닥면 상에 운동하지 않고, 지지부(540) 상에서 운동할 수 있다. 이에, 얼라인 검사 장치(500)의 검출부(110) 및 이동부(120)가 오염되거나 손상되는 것이 최소화될 뿐만 아니라, 제1 챔버(400)가 얼라인 검사 장치(500)에 의해 손상되는 것 또한 최소화될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치 및 검사 방법은 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법은 제1 챔버 내에서 기판과 마스크 시트를 1차 얼라인(align)시키는 단계, 1차 얼라인의 정확도를 측정하는 단계 및 1차 얼라인의 정확도 측정 결과에 기초하여 기판과 마스크 시트를 2차 얼라인시키는 단계를 포함한다.
1차 얼라인시키는 단계는, 기판 및 마스크 시트 중 하나에 포함된 얼라인 마크 및 다른 하나에 포함된 얼라인 홀을 사용하여 기판과 마스크 시트를 얼라인시키는 단계일 수 있다.
1차 얼라인의 정확도를 측정하는 단계는, 기판 및 마스크 시트에 대한 이미지를 촬영하는 단계 및 이미지에서 기판의 픽셀과 마스크 시트의 마스크 홀을 비교하여 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
1차 얼라인의 틀어짐 정도를 연산하는 단계는, 복수의 지점에서의 픽셀의 중심점과 마스크 홀의 중심점을 비교하여 틀어짐 정도를 측정하는 단계 및 복수의 지점에서의 틀어짐 정도가 최소화되는 마스크 시트의 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
2차 얼라인시키는 단계는 기판 및 마스크 시트에 대한 고온 공정에 의한 기판의 변형으로 발생하는 기판과 마스크 시트의 미스-얼라인(mis-align)을 교정하는 단계일 수 있다.
2차 얼라인시키는 단계 이전에, 마스크 시트의 변형을 검사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
마스크 시트의 변형은, 마스크 시트의 반복적인 사용에 따른 마스크 시트의 형상 변화 또는 마스크 시트의 처짐을 포함할 수 있다.
마스크 시트의 변형을 검사하는 단계는, 마스크 시트에 레이저를 조사하는 단계, 마스크 시트로부터 반사되어 돌아오는 레이저를 검출하는 단계 및 레이저의 조사 시간 및 검출 시간에 기초하여 마스크 시트의 변형을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
마스크 시트의 변형을 검사하는 단계는, 기판 및 마스크 시트에 대한 3차원 이미지를 획득하는 단계, 3차원 이미지에 기초하여 기판과 마스크 시트 사이의 간격을 측정하는 단계 및 기판과 마스크 시트 사이의 간격에 기초하여 마스크 시트의 변형을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
마스크 시트의 변형을 검사하는 단계는, 가우스(Gauss) 측정 방식을 사용하여 마스크 시트에 대한 자력을 측정하여 마스크 시트의 변형을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
1차 얼라인시키는 단계 이전에, 제2 챔버 내에서 기판에 유기물을 증착하는 단계 및 기판을 제2 챔버에서 제1 챔버로 이송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
1차 얼라인의 정확도를 측정하는 단계는, 제1 챔버 내로 검사 장치를 투입하는 단계, 검사 장치를 사용하여 1차 얼라인의 정확도를 측정하는 단계 및 검사 장치를 제1 챔버에서 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
2차 얼라인시키는 단계 이후에, 제1 챔버 내에서 기판 상에 유기물을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치는 유기 발광 표시 장치의 기판과 마스크 시트에 대한 얼라인 검사 장치로서, 기판과 마스크 시트에 대한 미스-얼라인을 검출하는 검출부 및 챔버 내에서 검출부를 평면 운동시키도록 검출부와 연결된 이동부를 포함할 수 있다.
검출부는, 기판과 마스크 시트에 대한 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지에 기초하여 기판과 마스크 시트의 틀어짐 정도를 검출하는 제1 검출부 및 얼라인 검사 장치와 마스크 시트 사이의 거리, 기판과 마스크 시트 사이의 거리 및 마스크 시트에 대한 자력 중 적어도 하나를 검출하는 제2 검출부를 포함할 수 있다.
제1 검출부와 제2 검출부에서 검출된 결과를 전송하기 위한 통신부를 더 포함할 수 있다.
유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치는 챔버와 독립적으로 구동될 수 있다.
유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치는 검출부 및 이동부가 평면운동하도록 검출부 및 이동부를 지지하는 지지부를 더 포함할 수 있다.
지지부는 이동부가 이동하는 베이스부와 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치가 마스크 스테이지와 체결되도록 베이스로부터 상부로 연장된 측벽부를 포함할 수 있다.
유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치는 지지부와 마스크 스테이지가 체결되도록 지지부의 측벽부 상면으로부터 돌출된 체결부를 더 포함할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 500: 얼라인 검사 장치 400: 제1 챔버
110: 검출부 120: 이동부
111: 제1 검출부 112: 제2 검출부
130: 통신부 410: 기판
411: 얼라인 마크 412: 픽셀
420: 기판 홀더 430: 기판 푸셔
440: 마스크 시트 441: 베이스 시트
442: 마스크 홀 443: 얼라인 홀
450: 마스크 프레임 460, 660: 마스크 스테이지
470: 마그넷 구조물 471: 제1 마그넷
472: 제2 마그넷 473: 마그넷 베이스판
540: 지지부 550: 체결부
661: 체결홈
110: 검출부 120: 이동부
111: 제1 검출부 112: 제2 검출부
130: 통신부 410: 기판
411: 얼라인 마크 412: 픽셀
420: 기판 홀더 430: 기판 푸셔
440: 마스크 시트 441: 베이스 시트
442: 마스크 홀 443: 얼라인 홀
450: 마스크 프레임 460, 660: 마스크 스테이지
470: 마그넷 구조물 471: 제1 마그넷
472: 제2 마그넷 473: 마그넷 베이스판
540: 지지부 550: 체결부
661: 체결홈
Claims (20)
- 제1 챔버 내에서 기판과 마스크 시트 상부에 배치된 카메라를 통해 상기 기판 및 상기 마스크 시트를 1차 얼라인(align)시키는 단계;
상기 제1 챔버 내에서 상기 기판 및 상기 마스크 시트 하부에 배치된 얼라인 검사 장치를 통해 상기 1차 얼라인의 정확도를 측정하는 단계;
상기 마스크 시트의 변형을 검사하는 단계; 및
상기 1차 얼라인의 정확도 측정 결과 및 상기 마스크 시트의 변형 검사 결과에 기초하여 상기 기판과 상기 마스크 시트를 2차 얼라인시키는 단계를 포함하고,
상기 1차 얼라인의 정확도를 측정하는 단계는,
상기 제1 챔버의 바닥면 상에 배치되는 상기 얼라인 검사 장치의 지지부 상에서 검출부가 평면 운동하며 상기 1차 얼라인의 정확도를 측정하는 단계를 포함하고,
상기 마스크 시트의 변형을 검사하는 단계는,
복수의 위치 각각에서 상기 기판 및 상기 마스크 시트에 대한 3차원 이미지를 획득하는 단계;
상기 3차원 이미지에 기초하여 상기 기판과 상기 마스크 시트 사이의 간격을 측정하는 단계;
상기 기판과 상기 마스크 시트 사이의 간격에 기초하여 상기 마스크 시트의 변형을 판단하는 단계; 및
상기 마스크 시트의 교체 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 1차 얼라인시키는 단계는, 상기 기판 및 상기 마스크 시트 중 하나에 포함된 얼라인 마크 및 다른 하나에 포함된 얼라인 홀을 사용하여 상기 기판과 상기 마스크 시트를 얼라인시키는 단계인, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 1차 얼라인의 정확도를 측정하는 단계는,
상기 기판 및 상기 마스크 시트에 대한 이미지를 촬영하는 단계; 및
상기 이미지에서 상기 기판의 픽셀과 상기 마스크 시트의 마스크 홀을 비교하여 상기 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 연산하는 단계를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법. - 제3항에 있어서,
상기 1차 얼라인의 틀어짐 정도를 연산하는 단계는,
복수의 지점에서의 상기 픽셀의 중심점과 상기 마스크 홀의 중심점을 비교하여 틀어짐 정도를 측정하는 단계; 및
상기 복수의 지점에서의 틀어짐 정도가 최소화되는 상기 마스크 시트의 위치를 결정하는 단계를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 2차 얼라인시키는 단계는 상기 기판 및 상기 마스크 시트에 대한 고온 공정에 의한 상기 기판의 변형으로 발생하는 상기 기판과 상기 마스크 시트의 미스-얼라인(mis-align)을 교정하는 단계인, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 2차 얼라인시키는 단계 이전에, 상기 마스크 시트의 변형을 검사하는 단계를 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법. - 제6항에 있어서,
상기 마스크 시트의 변형은, 상기 마스크 시트의 반복적인 사용에 따른 마스크 시트의 형상 변화 또는 상기 마스크 시트의 처짐을 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법. - 제6항에 있어서,
상기 마스크 시트의 변형을 검사하는 단계는,
상기 마스크 시트에 레이저를 조사하는 단계;
상기 마스크 시트로부터 반사되어 돌아오는 상기 레이저를 검출하는 단계; 및
상기 레이저의 조사 시간 및 검출 시간에 기초하여 상기 마스크 시트의 변형을 판단하는 단계를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법. - 삭제
- 제6항에 있어서,
상기 마스크 시트의 변형을 검사하는 단계는, 가우스(Gauss) 측정 방식을 사용하여 상기 마스크 시트에 대한 자력을 측정하여 상기 마스크 시트의 변형을 판단하는 단계를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 1차 얼라인시키는 단계 이전에,
제2 챔버 내에서 상기 기판에 유기물을 증착하는 단계; 및
상기 기판을 상기 제2 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송하는 단계를 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 1차 얼라인의 정확도를 측정하는 단계는,
상기 제1 챔버 내로 검사 장치를 투입하는 단계;
상기 검사 장치를 사용하여 상기 1차 얼라인의 정확도를 측정하는 단계; 및
상기 검사 장치를 상기 제1 챔버에서 제거하는 단계를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 2차 얼라인시키는 단계 이후에, 상기 제1 챔버 내에서 상기 기판 상에 유기물을 증착하는 단계를 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 방법. - 유기 발광 표시 장치의 기판과 마스크 시트에 대한 얼라인 검사 장치로서,
상기 기판과 상기 마스크 시트에 대한 미스-얼라인 및 상기 마스크 시트의 변형을 검출하는 검출부;
챔버 내에서 상기 챔버의 바닥면 상에 배치되는 지지부; 및
상기 지지부 상에서 상기 검출부를 평면 운동시키도록 상기 검출부와 연결된 이동부를 포함하고,
상기 마스크 시트는 상기 기판 하부에 배치되고,
상기 얼라인 검사 장치 중 상기 마스크 시트 하부에 배치되는 상기 검출부가 평면 운동하면서 상기 기판과 상기 마스크 시트에 대한 미스-얼라인을 검출하고,
상기 검출부는,
상기 기판 및 상기 마스크 시트에 대한 3차원 이미지에 기초하여 상기 기판과 상기 마스크 시트 사이의 간격을 측정하고,
상기 기판과 상기 마스크 시트 사이의 간격에 기초하여 상기 마스크 시트의 변형을 판단하고,
상기 마스크 시트의 교체 여부를 판단하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치. - 제14항에 있어서,
상기 검출부는,
상기 기판과 상기 마스크 시트에 대한 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지에 기초하여 상기 기판과 상기 마스크 시트의 틀어짐 정도를 검출하는 제1 검출부; 및
상기 얼라인 검사 장치와 상기 마스크 시트 사이의 거리, 상기 기판과 상기 마스크 시트 사이의 거리 및 상기 마스크 시트에 대한 자력 중 적어도 하나를 검출하는 제2 검출부를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치. - 제15항에 있어서,
상기 제1 검출부와 상기 제2 검출부에서 검출된 결과를 전송하기 위한 통신부를 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치. - 제14항에 있어서,
상기 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치는 상기 챔버와 독립적으로 구동되는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치. - 삭제
- 제14항에 있어서,
상기 지지부는,
상기 이동부가 이동하는 베이스부; 및
상기 얼라인 검사 장치가 마스크 스테이지와 체결되도록 상기 베이스로부터 상부로 연장된 측벽부를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치. - 제19항에 있어서,
상기 지지부와 상기 마스크 스테이지가 체결되도록 상기 지지부의 측벽부 상면으로부터 돌출된 체결부를 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치.
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| KR1020160053269A KR102623969B1 (ko) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | 유기 발광 표시 장치의 얼라인 검사 장치 및 검사 방법 |
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