KR20040083653A - 기판 홀더 및 이를 적용한 기판 클립핑장치 - Google Patents

Abstract

폐루프 형상의 프레임; 프레임의 측면을 따라 일정간격으로 이격되어 설치되고, 프레임에 대해 탄성적으로 회동 가능하여 프레임의 하단에 위치되는 기판의 가장자리를 복수의 위치에서 클립핑하는 기판 클립퍼를 포함하는 기판 홀더가 개시된다. 점차로 대형화되어 가고 있는 기판을 이송하는 과정에서 발생할 수 있는 휘어짐을 근본적으로 해결할 수 있으며, 이에 따라 섀도우 마스크와의 미스 얼라인으로 인한 제품의 불량을 최소화 할 수 있다.

Description

기판 홀더 및 이를 적용한 기판 클립핑장치{Substrate holder and Apparatus for clipping substrate using the same}

본 발명은 기판 홀더 및 이를 적용한 기판 클립핑장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 전기발광 디스플레이 제조공정에 적용되는 기판을 이송하기 위하여 셔틀에 로딩하기 위하여 기판을 클립핑하는데 있어서 기판의 가장자리를 다수의위치에서 클립핑함으로써 기판의 휘어짐을 방지할 수 있는 기판 홀더 및 이를 적용한 기판 클립핑장치에 관한 것이다.

최근 개발되는 각종 디스플레이의 경우 풀-컬러화는 필수적이며, 고정세를 요구하고 있는 실정이다. 유기 전기발광 디스플레이의 경우 풀-컬러화를 위하여 섀도우 마스크(Shadow Mask)를 이용하여 적색, 녹색 및 청색 화소를 형성하는 것이 보편화되어 있으며, 이에 따라 유리기판과 섀도우 마스크의 미세 정렬은 필수적이다.

따라서, 유리기판의 평탄도는 매우 중요한 변수이며, 유리기판의 평탄도를 확보함으로써 유리기판의 위치를 정확히 얻을 수 있으며 그 결과에 따라 고정세 풀-컬러 디스플레이를 제작할 수 있다.

일반적으로 각종 디스플레이를 제작하는데 기판이송장치가 필수적으로 적용되는데 로봇 시스템을 활용하고 있으며, 로봇 시스템에는 기판을 이송시키기 위한 핸들러(handler)가 장착되어 기판을 아래에서 위로 떠서 이송한다.

예를 들어, 유기 전기발광 디스플레이의 제조를 위해 로봇 시스템의 핸들러를 이용하여 기판을 이송하는 경우, 특히 증착공정 사에는 증착을 수행할 면이 아래를 보고 있으므로 핸들러가 기판의 가장자리를 받칠 수밖에 없다.

따라서, 기판이 아래로 처짐 현상이 발생하게 되고 이는 유리기판의 위치를 정확히 얻을 수 없으며, 그 결과 유기기판과 섀도우 마스크와의 정합이 정확하게 이루어지지 않아 고정세 풀-컬러 디스플레이를 제작하는데 문제점을 야기시키게 된다.

특히 이러한 문제는 디스플레이의 사이즈가 대형화됨에 따라 더욱 크게 부각되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 기판을 클립핑한 후 이송시에 기판의 휘어짐이 발생하지 않도록 하는 기판 홀더를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 기판 홀더를 적용하여 기판을 클립핑하는 기판 클립핑장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적과 특징은 이하에 서술되는 실시예들을 통하여 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀더를 보여주는 평면도이다.

도 2는 도 1의 기판 홀더의 측면도이다.

도 3은 본 발명에 적용되는 기판 클립퍼를 보여주는 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 클립핑장치를 보여주는 측면도이다.

도 5a 내지 5j는 본 발명의 기판 클립핑장치를 이용하여 기판을 클립핑하는 과정을 보여주는 동작도이다.

본 발명에 따르면, 폐루프 형상의 프레임; 프레임의 측면을 따라 일정간격으로 이격되어 설치되고, 프레임에 대해 탄성적으로 회동 가능하여 프레임의 하단에 위치되는 기판의 가장자리를 복수의 위치에서 클립핑하는 기판 클립퍼를 포함하는 기판 홀더가 개시된다.

바람직하게, 프레임의 상단에 걸쳐 가장자리가 고정되며 다수개의 자석들이 배치되는 홀더 플레이트를 더 포함한다.

또한, 기판 클립퍼는 고정축의 양단에 고정된 한 쌍의 고정편; 고정편 사이에 위치하며 고정축에 대해 회동 가능하게 끼워지는 가동편; 및 고정축에 권취되고 양단이 프레임에 고정되며 중앙부가 가동편에 고정되어 가동편에 탄성을 제공하는 스프링을 포함한다.

본 발명에 따르면, 폐루프 형상의 프레임과, 프레임의 측면을 따라 일정간격으로 이격되어 설치되고, 프레임에 대해 탄성적으로 회동 가능하여 프레임의 하단에 위치하는 기판의 가장자리를 복수의 위치에서 클립핑하는 기판 클립퍼로 이루어진 기판 홀더; 기판 홀더의 하부에 배치되고 공급되는 기판을 기판 홀더의 프레임에 접촉 또는 분리되도록 승강하는 기판 승강유닛; 기판 홀더를 셔틀에 대해 분리하거나 안착시키는 기판 홀더 승강유닛; 및 기판 홀더의 상부에 배치되어 기판 홀더의 기판 클립퍼를 선택적으로 가압하는 클립퍼 가압유닛을 포함하는 기판 클립핑장치가 개시된다.

바람직하게, 기판 승강유닛과 인접하여 상부에 설치되어 공급되는 기판이 기판 승강유닛 상부에 위치하도록 안내하는 기판로딩롤러를 더 포함한다.

또한, 기판로딩롤러의 일단에는 공급되는 기판이 기판 승강유닛에 대해 설정된 위치에 정지하도록 하는 스토퍼가 설치될 수 있다.

바람직하게, 판 홀더 승강유닛에는 기판 승강유닛에 의해 승강되는 기판의 가장자리와 접촉되어 기판을 가이드하는 기판 가이드롤러가 설치된다.

또한, 기판 홀더의 외측에는 프레임의 하측면에 밀착되는 기판을 정렬하는 기판 정렬핀이 설치된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 기판 홀더를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀더를 보여주는 평면도이고, 도 2는 도 1의 기판 홀더의 측면도이며, 도 3은 본 발명에 적용되는 기판 클립퍼를 보여주는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀더는 폐루프 형상의 프레임(100)과 프레임(100)의 측면을 따라 일정간격으로 이격되어 설치되고, 프레임(100)에 대해 탄성적으로 회동 가능하여 프레임(100)의 하단에 위치되는 기판의 가장자리를 복수의 위치에서 클립핑하는 기판 클립퍼(120)를 포함한다.

프레임(100)은 이 실시예에서 기판에 대응하여 사각형상으로 형성되며, 각 모서리에는, 후술하는 바와 같이, 기판 홀더 승강유닛과 접촉되는 브라켓(130)이 부착된다.

바람직하게, 프레임(100)의 상단에 걸쳐 가장자리가 고정되며 다수개의 자석들(114)이 배치되는 홀더 플레이트(112)를 더 포함할 수 있다. 자석들(114)은 기판(10)에 밀착되는 섀도우마스크(미도시)를 자기력에 의해 흡착하는 역할을 한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명에 적용되는 기판 클립퍼(12)는 고정축(127)의 양단에 고정된 한 쌍의 고정편(124)과, 고정편(124) 사이에 위치하며 고정축(127)에 대해 회동 가능하게 끼워지는 가동편(122) 및 고정축(127)에 권취되고 양단이 프레임(110)에 고정되며 중앙부가 가동편(122)에 고정되어가동편(122)에 탄성을 제공하는 스프링(126)을 포함한다.

고정편(124)은, 예를 들어, 볼트(128) 등에 의해 프레임(110)의 측면에 고정되며, 가동편(122)은 프레임(110)의 하부면으로 절곡 연장되는 파지용 팁(122a)을 구비하여 프레임(110)의 하부면에 밀착된 기판(10)을 클립핑하게 된다.

즉, 클리퍼 가압유닛(200)이 화살표 A로 표시한 것처럼 하강하여 가압롤러(210)가 가동편(122)을 가압하면, 가동편(122)은 화살표 B로 표시한 것처럼 시계방향으로 회전하고 이와 함께 프레임(110)의 하부면으로 절곡 연장되는 파지용 팁(122a)이 회전하여 기판(10)이 프레임(110)의 하부면에 밀착되도록 한다. 이후에 클립퍼 가압유닛(200)을 상승시키면, 가동편(122)은 스프링(126)의 복원력에 의해 원위치하고 가동편(122)의 파지용 팁(122a)은 일정한 부분에 걸쳐 기판(10)의 가장자리를 파지하게 된다.

이와 같은 기판 클립퍼(120)가 프레임(110)의 측면을 따라 다수개 설치됨에 따라 기판(10)은 다수의 위치에서 기판 클립퍼(120)에 의해 고정되고, 더욱이 가동편(122)의 파지용 팁(122a)에 의해 일정한 부분에 걸쳐 면접촉함으로써 기판의 휘어짐을 방지할 수 있다.

이때, 스프링(126)의 탄성이 중요하므로 적절하게 선택될 수 있으며, 파지용 팁(122a)은 기판과의 확실한 면 접촉을 위하여 충분한 평탄도를 유지해야 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 클립핑장치를 보여주는 측면도이다.

도 4를 참조하면, 도 1에 도시된 기판 홀더(100)가 적용된다.

기판 홀더(100)의 상부에는 기판 홀더(100)의 기판 클립퍼(120)를 선택적으로 가압하는 클립퍼 가압유닛(200)이 설치된다. 도 3을 참조하면, 클립퍼 가압유닛(200)에서 기판 홀더(100)에 대향하는 측면에는 기판 클립퍼(120)의 가동편(122)에 대응하도록 가압롤러(210)가 지지 브라켓(220)에 회전 가능하게 장착된다.

또한, 기판 홀더(100)의 하부에는 공급되는 기판(10)을 기판 홀더(100)의 프레임(110)에 접촉 또는 분리되도록 승강하는 기판 승강유닛(400)이 설치된다. 바람직하게, 기판 승강유닛(400)과 인접하여 상부에는 공급되는 기판(10)이 기판 승강유닛(400) 상부에 위치하도록 안내하는 기판로딩롤러(410)가 설치된다.

또한, 바람직하게, 기판로딩롤러(410)의 일단에는 공급되는 기판(10)이 기판 승강유닛(400)에 대해 설정된 위치에 정지하도록 하는 스토퍼(420)가 설치된다.

또한, 기판 홀더(100)와 기판 승강유닛(400) 사이에는 기판 홀더(100)를 셔틀(50)에 대해 분리하거나 안착시키는 기판 홀더 승강유닛(300)이 설치된다.

바람직하게, 기판 홀더 승강유닛(300)에는 기판 승강유닛(400)에 의해 승강되는 기판(10)의 가장자리와 접촉되어 기판(10)을 가이드하는 기판 가이드롤러(310)가 설치된다.

또한, 도 1을 참조하면, 기판 홀더(100)의 외측에는 프레임(110)의 하측면에 밀착되는 기판(10)을 정렬하는 기판 정렬핀(140)이 설치된다.

이와 같은 구성을 갖는 기판 클립핑장치의 동작에 대해 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5a를 참조하면, 기판 홀더 승강유닛(300)이 상승하여 셔틀(50)에 안착된 기판 홀더(100)를 들어 올려 셔틀(50)과 분리시킨다. 즉, 상기한 바와 같이, 기판 홀더 승강유닛(300)은 기판 홀더(100)의 프레임(110)의 모서리에 설치된 브라켓(130)과 접촉하여 기판 홀더(100)를 들어 올리게 된다.

이어 도 5b에 도시된 바와 같이, 클립퍼 가압유닛(200)이 하강하여 가압롤러(210)가 기판 홀더(100)의 기판 클립퍼(120)의 가동편(122)을 가압하여 가동편(122)이 회전하여 프레임(110)의 하부측을 벌려주도록 한다. 이와 동시에 공급되는 기판(10)이 기판로딩롤러(410)에 의해 안내되어 이송되고 스토퍼(420)에 의해 정확한 위치에 정지된다.

도 5c와 도 5d를 참조하면, 기판 승강유닛(400)은 도시되지 않은 구동실린더에 의해 상승하여 기판(10)을 기판 홀더(100)의 프레임(110)에 완전하게 밀착시킨다. 이때, 상승하는 도중에 기판 홀더 승강유닛(300)에 설치된 기판 가이드롤러(310)에 의해 기판(10)의 가장자리가 접촉하여 기판(10)은 가이드되면서 1차로 얼라인된다.

이 상태에서 도 5e에 도시된 것처럼, 프레임(110)의 외측에 배치된 기판 정렬핀들(140)이 전진하여 기판(10)을 정확한 위치로 정렬시킨다.

도 5f를 참조하면, 클립퍼 가압유닛(200)이 상승하고 기판 클럽퍼(120)의 가동편(122)에 대한 가압이 해제되면서 가동편(122)은 스프링(126)의 복원력에 의해 원위치되고, 가동편(122)의 파지용 팁(122a)은 기판(10)과 면 접촉하면서 가압하게 된다.

이어 기판 정렬핀(140)은 후퇴하고(도 5g 참조), 기판 승강유닛(400)은 하강하여 원위치하게 된다(도 5h 참조).

도 5i를 참조하면, 기판 홀더 승강유닛(300)이 하강하여 기판 홀더(100)를 셔틀(50)에 안착되도록 한다.

따라서, 최종적으로 도 5j에 도시한 바와 같이, 기판(10)은 기판 홀더(100)에 부착되고, 기판 홀더(100)는 셔틀(50)에 안착되어 다음 고정을 위하여 이송된다.

한편, 기판 홀더(100)로부터 기판(10)을 분리하는 경우에는 상기의 부착과정과 반대의 순서로 진행되며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 본 발명의 기판 클립핑장치는 자동화 및 시스템화됨으로써 기판 홀더에 기판을 정확하게 정렬하여 신속하게 부착할 수 있어 생산성을 향상시킴과 동시에 기판의 미스 얼라인에 의한 제품의 불량을 최소화할 수 있다.

더욱이, 적용되는 기판 클립퍼가 프레임의 측면을 따라 다수개 설치됨에 따라 기판은 다수의 위치에서 기판 클립퍼에 의해 고정되고, 더욱이 기판 클립퍼의 가동편의 파지용 팁에 의해 일정한 부분에 걸쳐 면 접촉함으로써 기판의 휘어짐을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀더나 기판 클립핑장치에 개시된 각 유닛들은 상세한 구성은 설계자에 의해 다양한 형태로 변형이나 변경될 수 있다. 또한, 유기 전기발광 디스플레이용 유리기판에 한정되지 않으며, 다른 종류나 용도의 기판에 일반적으로 적용될 수 있다.

이러한 변경이나 변형들은 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위내에서 본 발명에 속하는 것은 당연하다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시예에 한정되어서는 안되며, 이하에 서술되는 특허청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 여러 가지의 이점을 갖는다.

점차로 대형화되어 가고 있는 기판을 이송하는 과정에서 발생할 수 있는 휘어짐을 근본적으로 해결할 수 있으며, 이에 따라 섀도우 마스크와의 미스 얼라인으로 인한 제품의 불량을 최소화 할 수 있다.

또한, 기판 클립핑을 자동화 및 시스템화됨으로써 기판 홀더에 기판을 정확하고 신속하게 정렬하여 부착할 수 있어 생산성을 향상시킴과 동시에 기판의 미스 얼라인을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

1. 폐루프 형상의 프레임;

   상기 프레임의 측면을 따라 일정간격으로 이격되어 설치되고, 상기 프레임에 대해 탄성적으로 회동 가능하여 상기 프레임의 하단에 위치되는 기판의 가장자리를 복수의 위치에서 클립핑하는 기판 클립퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 홀더.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임의 상단에 걸쳐 가장자리가 고정되며 다수개의 자석들이 배치되는 홀더 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 홀더.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 기판 클립퍼는

   고정축의 양단에 고정된 한 쌍의 고정편;

   상기 고정편 사이에 위치하며 상기 고정축에 대해 회동 가능하게 끼워지는 가동편; 및

   상기 고정축에 권취되고 양단이 상기 프레임에 고정되며 중앙부가 상기 가동편에 고정되어 상기 가동편에 탄성을 제공하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로하는 기판 홀더.
4. 폐루프 형상의 프레임과, 상기 프레임의 측면을 따라 일정간격으로 이격되어 설치되고, 상기 프레임에 대해 탄성적으로 회동 가능하여 상기 프레임의 하단에 위치하는 기판의 가장자리를 복수의 위치에서 클립핑하는 기판 클립퍼로 이루어진 기판 홀더;

   상기 기판 홀더의 하부에 배치되고 공급되는 기판을 상기 기판 홀더의 프레임에 접촉 또는 분리되도록 승강하는 기판 승강유닛;

   상기 기판 홀더를 셔틀에 대해 분리하거나 안착시키는 기판 홀더 승강유닛; 및

   상기 기판 홀더의 상부에 배치되어 상기 기판 홀더의 기판 클립퍼를 선택적으로 가압하는 클립퍼 가압유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 클립핑장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 기판 승강유닛과 인접하여 상부에 설치되어 상기 공급되는 기판이 상기 기판 승강유닛 상부에 위치하도록 안내하는 기판로딩롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 클립핑장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 기판로딩롤러의 일단에는 상기 공급되는 기판이 상기 기판 승강유닛에 대해 설정된 위치에 정지하도록 하는 스토퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 클립핑장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 기판 홀더 승강유닛에는 상기 기판 승강유닛에 의해 승강되는 기판의 가장자리와 접촉되어 상기 기판을 가이드하는 기판 가이드롤러가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 클립핑장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 기판 홀더의 외측에는 상기 프레임의 하측면에 밀착되는 기판을 정렬하는 기판 정렬핀이 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 클립핑장치.