KR20060058826A - Substrate inversion device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판반전장치에 관한 것으로서, 기판반전을 위해 회전운동을 하는 회전축프레임, 상기 회전축프레임 양측에 연결되고, 각각 회전축을 갖는 회전축고정플레이트, 상기 회전축프레임 내측에 안착되어 상기 기판의 양끝단을 집기 위한 그립부 및 상기 그립부 작동을 위해 상기 회전축프레임의 상측에 구동부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 기판반전장치를 제공한다.The present invention relates to a substrate inversion apparatus, comprising: a rotating shaft frame for rotating a substrate for rotation of the substrate, connected to both sides of the rotating shaft frame, and a rotating shaft fixing plate having a rotating shaft, respectively, mounted on the inner side of the rotating shaft frame. Provided is a substrate reversing apparatus comprising a grip for picking up and a driving unit on the upper side of the rotating shaft frame for the grip operation.
기판반전장치, 반전챔버, 회전축프레임, 구동부, 벨로우즈Board Inverter, Inverting Chamber, Rotating Shaft Frame, Driver, Bellows
Description
도 1은 본 발명인 기판반전장치의 일실시예의 사시도이다.1 is a perspective view of an embodiment of a substrate inversion apparatus according to the present invention.
도 2는 도 1의 평면도이다.2 is a plan view of FIG. 1.
도 3은 도 1의 정면도이다. 3 is a front view of FIG. 1.
도 4는 도 1의 측단면도이다. 4 is a side cross-sectional view of FIG. 1.
도 5는 본 발명인 기판반전장치의 다른 실시예의 사시도이다.5 is a perspective view of another embodiment of the substrate inverting apparatus of the present invention.
도 6은 본 발명인 기판반전장치의 기판홀더플레이트의 상하운동을 위한 구동부의 일실시예의 정면도이다.6 is a front view of an embodiment of a drive unit for vertical movement of the substrate holder plate of the present invention, the substrate inversion apparatus.
도 7a~c는 그립부의 다른 실시예들이다.7A-C are other embodiments of the grip portion.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100 : 기판반전장치 120 : 회전축프레임100: substrate inversion device 120: rotation axis frame
140 : 회전축고정판 160 : 그립부140: rotating shaft fixing plate 160: grip
160a : 기판홀더플레이트 160b : 기판홀더지지플레이트160a:
180 : 회전축(rotating shaft) 200 : 구동부180: rotating shaft 200: drive part
220 : 벨로우즈(bellows) 222 : 가이드봉220: bellows 222: guide rod
240 : 에어(air)관조인트 260 : 에어관 240: air pipe joint 260: air pipe
본 발명은 기판제조에 필요한 장비에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 반전챔버내에서 기판을 반전하기 위한 기판반전장치에 관한 것이다. The present invention relates to equipment necessary for manufacturing a substrate, and more particularly, to a substrate inversion apparatus for inverting a substrate in an inversion chamber.
최근 정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로서 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광받고 있다. 이러한 평판표시소자로는 액정 표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes) 등이 대표적이다.Recently, with the rapid development of information and communication technology and the expansion of the market, a flat panel display has been spotlighted as a display device. Such flat panel displays include liquid crystal displays, plasma display panels, organic light emitting diodes, and the like.
그중에 유기발광소자는 빠른 응답속도, 기존의 액정표시소자 보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요없으므로 초 박형으로 만들 수 있는 점, 넓은 시야각, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있다 Among them, organic light emitting diodes have fast response speed, lower power consumption than conventional liquid crystal display devices, light weight, and no need for a separate back light device, so they can be made ultra thin, wide viewing angle, and high brightness. Have
이러한 유기발광소자는 기판 위에 양극 막, 유기 박막, 음극 막을 입혀서 양극과 음극사이에 전압을 걸어줌으로서 적당한 에너지의 차이가 유기 박막에 형성되어 자발광하는 원리이다. 즉, 먼저 양극에서 정공(전자에 대응하는 양의 전하를 띤 입자)을 주입하고, 음극에서 전자를 주입하면 정공과 전자가 전기적 인력에 의해 재결합하여 중성의 안정된 분자 여기자(勵起子, exciton)를 생성한다. 이렇게 생성된 높은 에너지의 여기자가 낮은 에너지로 떨어지면서 빛이 발생된다. 이때 유기 물질의 도판트의 양에 따라 발생하는 빛의 파장을 조절할 수 있으므로 풀 칼라 (full color)의 구현이 가능하다. 그리고, 다른 디스플레이에 비해 중형 이하에서는 TFT-LCD와 동등하거나 그 이상의 화질을 가질 수 있다는 점과 제조 공정이 단순하여 향후 가격 경쟁에서 유리하다는 점으로 차세대 꿈의 디스플레이로 주목받고 있다. The organic light emitting device is a principle that self-luminescence is formed by applying a voltage difference between the anode and the cathode by applying an anode film, an organic thin film, and a cathode film on a substrate to form an organic energy thin film. That is, first, holes (electrons with positive charges corresponding to electrons) are injected from the anode, and electrons are injected from the cathode, and the holes and electrons recombine by electrical attraction to neutral neutral exciton. Create Light is generated when the high energy excitons thus generated fall to low energy. At this time, since the wavelength of light generated according to the amount of the dopant of the organic material can be adjusted, it is possible to realize full color. In addition, it is attracting attention as a next-generation dream display because it can have a picture quality equal to or higher than that of a TFT-LCD and a manufacturing process is simpler than other displays, and it is advantageous in price competition in the future.
현재, 휴대폰이나 PDA등 모바일 제품의 외부 창 등에 사용되기 시작한 유기EL은 이제 막 시장을 형성하고 있는 단계이다. 하지만 기술적 취약성 때문에 화면 크기가 20인치 안팎에 머물고 있고 고가이다. 결국 대형화가 시장 성장의 최대 관건인 셈인데, 대형화에만 성공하면 디스플레이 소재로서 탁월한 장점을 앞세워 PDP(Plasma Display Panel)나 LCD(Liquid Crystal Display)시장을 빠른 속도로 잠식할 것이라는 것이 관련 업계의 전망이다. At present, Organic EL, which has begun to be used for external windows of mobile products such as cell phones and PDAs, is forming a market. However, due to technical vulnerabilities, the screen size stays around 20 inches and is expensive. In the end, large-scale growth is the key to market growth, and the industry expects that if it succeeds in large-scale development, it will quickly erode the PDP (Plasma Display Panel) or LCD (Liquid Crystal Display) market with its outstanding advantages as a display material. .
유기발광소자의 자세한 구조는 기판 상에 양극(anode), 정공 주입층(hole injection layer), 정공 운송층(hole transfer layer), 발광층(emitting layer), 전자 운송층(electron transfer layer), 전자 주입층(electron injection layer), 음극(cathode)이 순서대로 적층되어 형성된다. 여기에서 양극으로는 면저항이 작고 투과성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)이 주로 사용된다. 그리고 유기 박막은 발광 효율을 높이기 위하여 정공 주입층, 정공 운송층, 발광층, 전자 운송층, 전자 주입층의 다층으로 구성되며, 발광층으로 사용되는 유기물질은 Alq3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA 등이다. 또한 음극으로는 LiF-Al 금속막이 사용된다. 그리고 유기 박막이 공기 중의 수분과 산소에 매우 약하므로 소자의 수명(life time)을 증가시키 기 위해 봉합하는 얇은 박막이 최상부에 형성된다.The detailed structure of the organic light emitting device is an anode, a hole injection layer, a hole transfer layer, an emitting layer, an electron transfer layer, an electron injection on the substrate A layer (electron injection layer), a cathode (cathode) is formed by laminating in order. In this case, ITO (Indium Tin Oxide) having a small sheet resistance and good permeability is mainly used as the anode. And an organic thin film is composed of a hole injection layer, a hole transport layer, light emitting layer, an electron transport layer, the electron injection layer, the multi-layer to increase the light emitting efficiency, an organic material used for the light emitting layer is Alq 3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA. As the cathode, a LiF-Al metal film is used. In addition, since the organic thin film is very weak to moisture and oxygen in the air, a thin thin film is formed on the top to increase the life time of the device.
이러한 많은 장점이 있는 유기 EL 기판의 생산성 향상 및 디스플레이의 대형화로 인해 디스플레이 제작에 사용되는 유리 기판이 점차적으로 대형화되는 추세이다. 그리고, LCD에 비해서 OLED(Organic Light-Emitting Diode)의 제조설비가 매우낮고, 제조공정이 LCD와는 유사하지만 훨씬 단순하여 고부가가치산업이 될 수 있다. Due to the productivity improvement of the organic EL substrate having many advantages and the enlargement of the display, the glass substrate used for the display production is gradually increased in size. In addition, the manufacturing facilities of OLEDs (Organic Light-Emitting Diodes) are very low compared to LCDs, and the manufacturing process is similar to that of LCDs, but is much simpler, thereby becoming a high value-added industry.
제조공정에서 상기 양극(anode), 유기 박막층, 음극(cathode)증착하기 위해서는 증착챔버(deposition chamber)내에서 기판을 반전하여 공정을 진행하게 된다. 종래에는 이러한 증착챔버내로 들어가기 전에 진공챔버를 마련하지 않고, 외부에서 기판이동수단인 로봇을 이용하여 직접 반전을 한 후 증착챔버로 투입해 미세한 기판의 변형이 생기는 문제점이 있었다. In the manufacturing process, in order to deposit the anode, the organic thin film layer, and the cathode, the substrate is inverted in a deposition chamber. Conventionally, before entering the deposition chamber, there is a problem that the micro substrate is deformed by directly inverting the robot by using a robot, which is a substrate moving means, and then entering the deposition chamber without providing a vacuum chamber.
특히, OLED 대형의 기판(730mm×920mm)의 경우에는 진공챔버내에서의 반전장치 자체의 개발이 없는 실정이어서 대형기판의 제조시 기판 변형 발생 가능한 문제점이 있었다. In particular, in the case of a large OLED substrate (730 mm x 920 mm), there is no development of a reversal device itself in a vacuum chamber, and thus there is a problem that substrate deformation may occur when manufacturing a large substrate.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 별도의 진공챔버인 반전챔버를 구비하여 반전챔버내에서 대형의 기판을 반전할 수 있는 기판반전장치를 제공한다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate inversion apparatus that can invert a large substrate in an inversion chamber by providing an inversion chamber, which is a separate vacuum chamber, to solve the above problems.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판반전을 위해 회전운동을 하 는 회전축프레임, 상기 회전축프레임 양측에 연결되고 각각 회전축을 갖는 회전축고정플레이트, 상기 회전축프레임 내측에 안착되어 상기 기판의 양끝단을 집기 위한 그립부 및 상기 그립부 작동을 위해 상기 회전축프레임의 상측에 구동수단을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 기판반전장치(substrate inversion device)를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, a rotating shaft frame for rotating the substrate for the inversion of the substrate, a rotating shaft fixing plate connected to both sides of the rotating shaft frame, each having a rotating shaft, both ends of the substrate is mounted inside the rotating shaft frame It provides a substrate inversion device (substrate inversion device) characterized in that it comprises a grip for picking up and the drive means on the upper side of the rotating shaft frame for the grip operation.
여기서, 상기 기판반전장치의 회전축프레임은 상기 회전축고정플레이트에 복수개의 연결봉(connecting rod)으로 연결된 것을 특징으로 한다.Here, the rotating shaft frame of the substrate inverting device is characterized in that connected to the rotating shaft fixing plate by a plurality of connecting rods (connecting rod).
또한, 상기 기판반전장치의 회전축프레임은 모든 면이 개방된 직사각형 틀로 일체형으로 형성되어 있을 수도 있다. In addition, the rotating shaft frame of the substrate inverting device may be formed integrally with a rectangular frame in which all surfaces are open.
그리고, 상기 기판반전장치의 그립부는 상기 구동부에 의해 상하운동을 하는 기판홀더플레이트와 상기 회전축프레임의 하측에 고정된 기판홀더지지플레이트가 가이드 축으로 연결된 것을 특징으로 한다. In addition, the grip unit of the substrate inverting device is characterized in that the substrate holder plate for vertical movement by the drive unit and the substrate holder support plate fixed to the lower side of the rotating shaft frame is connected to the guide shaft.
또한, 상기 기판반전장치의 구동부는 공기압으로 작동되는 벨로우즈(bellows)인 것을 특징으로 한다.In addition, the driving unit of the substrate reversing device is characterized in that the bellows (bellows) that is operated by air pressure.
또한, 상기 기판반전장치의 그립부에는 기판이 안정되게 지지될 수 있도록 접촉부가 구비된 것을 특징으로 한다. In addition, the grip portion of the substrate inversion apparatus is characterized in that the contact portion is provided so that the substrate can be stably supported.
또한, 상기 접촉부는 기판홀더플레이트에 오링(O-Ring)이 형성된어 있거나 기판홀더지지플레이트에 오링(O-Ring)이 형성된 것을 특징으로 한다. 역시, 상기 접촉부는 기판홀더플레이트와 기판홀더지지플레이트 모두에 오링(O-ring)이 형성되어 있을 수 있다. In addition, the contact portion is characterized in that the O-ring (O-Ring) is formed on the substrate holder plate or the O-ring (O-Ring) is formed on the substrate holder support plate. Also, the contact portion may have an O-ring formed on both the substrate holder plate and the substrate holder support plate.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예의 구성 및 작동을 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the specific embodiment of the present invention.
기판증착공정은 이전의 공정과는 증착챔버(deposition chamber)에서 달리 기판을 거꾸로 한상태에서 유기물질을 증착시키케된다. 그래서 상기 기판증착공정을 더욱 효율적으로 하기 위해 반전챔버(inversion chamber)를 별도로 마련하여 기판반전장치를 이용하여, 기판을 반전하는 공정을 마련하게 된다. Unlike the previous process, the substrate deposition process deposits organic materials in an inverted state in a deposition chamber. Therefore, in order to make the substrate deposition process more efficient, an inversion chamber is separately provided and a process of inverting the substrate using a substrate inversion device is provided.
도 1 내지 도 4는 본 발명인 기판반전장치의 일실시예의 사시도, 평면도, 정면도 및 측단면도이다.1 to 4 are a perspective view, a plan view, a front view and a side cross-sectional view of an embodiment of the substrate inverting device of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 기판반전장치(100)는 기판반전을 위해 회전운동을 하는 회전축프레임(120)과 상기 회전축프레임(120) 양측에 연결되고, 각각 반전챔버(미도시)의 어느 양측에 의해 지지되는 회전축(180)을 갖는 회전축고정플레이트(140)와 상기 회전축프레임(120) 내측에 안착되어 상기 기판의 양끝단을 집기 위한 그립부(160) 및 상기 그립부(160) 작동을 위해 상기 회전축프레임(120)의 상측에 구동수단(200, driving means)을 포함하여 구성되어 있다. As shown therein, the
이 때, 상기 회전축프레임(120)은 상기 회전축고정플레이트(140)와 안전하고 견고하게 지지되기 위하여 모든 면이 개방된 직사각형 틀로 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 회전축고정플레이트(140)와 상기 회전축프레임(120)은 상기 양 회전축의 동심도(concentricity)를 맞추기 위한 핀(pin)이 사용되는 것이 바람직하다. At this time, the rotating
상기 그립부(160)는 상기 구동부(200)에 의해 상하운동을 하는 기판홀더플레이트(160a)와 상기 회전축프레임(120)의 하측에 고정된 기판홀더지지플레이트(160)가 가이드축(164, guide shaft)으로 연결되어지는 것이 바람직하다. 기판(미도시)을 집기위해서는 상기 구동부(200)는 공기압으로 작동되는 벨로우즈(bellows, 220)일 수 있다. The
도 5는 본 발명인 기판반전장치의 다른 실시예의 사시도이다. 이에 도시된 바에 의하면, 상기 회전축프레임(120)은 상기 회전축고정플레이트(140)에 복수개의 연결봉(connecting rod)으로 연결된 것을 특징으로 한다. 상기 회전축프레임(120) 역시 핀(pin)으로 상기 회전축고정플레이트(140)에 연결되어, 양 회전축의 동심도(concentricity)를 맞출 수 있다. 이렇게 구성함으로써, 상기 회전축프레임(120)의 구조가 단순해져, 제조가 용이해진다.5 is a perspective view of another embodiment of the substrate inverting apparatus of the present invention. According to this, the rotating
도 6은 본 발명인 기판반전장치의 기판홀더플레이트의 상하운동을 위한 구동부의 일실시예의 정면도이다.6 is a front view of an embodiment of a drive unit for vertical movement of the substrate holder plate of the present invention, the substrate inversion apparatus.
상기 구동부(200)의 작동은 외부에서 유입된 공기(air)가 에어관(260)을 통해 이동하여, 상기 구동부(200)의 상부끝단에 장착된 에어관조인트(240)를 통해 벨로우즈(220)에 제공된다. 상기 벨로우즈(220)는 공기압의 차이에 의해 신축하게 되는데 이에따라 상기 벨로우즈에 의해 가이드봉(222)이 상하운동을 하게 되며, 상기 가이드 봉 아래에 지지된 클램프(224)가 상기 상기 기판홀더플레이트(160a)의 상하운동을 적절히 제어한다. The operation of the
도 7a~c는 그립부의 다른 실시예들이다. 상기 그립부(160)는 상기 회전축프 레임(120) 내부에 안착된 플레이트형상이다. 이는 기판(미도시)을 더욱 안정적이며, 상기 기판의 변형을 가져오지 않게 하기 위해 상기 그립부(160)에 기판의 접촉부가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 접촉부는 오링(O-ring)으로 되는 것이 바람직한데, 상기 오링은 상기 기판홀더플레이트(160a)에 구비되어지거나, 상기 기판홀더지지플레이트(160b)에 구비되어 질 수 있다. 또는 상기 기판홀더플레이트(160a) 및 상기 기판홀더지지플레이트(160b)모두에 구비되어질 수 있다. 7A-C are other embodiments of the grip portion. The
이하, 본 발명인 기판반전장치의 실사용의 일예를 간략히 살펴본다.Hereinafter, an example of the actual use of the substrate inversion apparatus of the present invention will be described briefly.
기판증착공정을 거치기 전 기판의 반전을 위해 반전챔버내로 기판을 이동해 오면, 회전축프레임의 내부에 안착되어 있는 그립부의 기판홀더지지플레이트위에 안착된다. 이후, 외부로 부터 공기가 유입되어 벨로우즈를 팽창시켜, 가이드봉을 아래로 이동시키게 되며, 기판홀더플레이트가 상기 기판을 집게된다. 그리고, 외부전원의 구동으로 회전축이 180°회전하게 되면, 상기 회전축프레임의 내부에 고정된 그립부와 프레임의 상측에 고정된 구동부가 같이 회전하게되어 기판의 반전이 이루어 진다. When the substrate is moved into the inversion chamber for the inversion of the substrate prior to the substrate deposition process, it is seated on the substrate holder support plate of the grip part seated inside the rotating shaft frame. Thereafter, air is introduced from the outside to expand the bellows to move the guide rod downward, and the substrate holder plate picks up the substrate. When the rotating shaft is rotated 180 ° by the driving of an external power source, the grip part fixed inside the rotating shaft frame and the driving part fixed on the upper side of the rotating frame rotate together, thereby inverting the substrate.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었고, 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary and various modifications and equivalent other embodiments are possible to those skilled in the art.
본 발명에 따른 상기의 기판반전장치에 따르면, 대용량 기판(730mm×920mm)이 진공챔버인 반전챔버내에서 반전이 이루어지므로, 기판의 변형의 문제점을 해결할 수 있고, 이후의 증착공정이 단순해져 생산비용을 더욱 저감하는 효과가 있다.
According to the above-mentioned substrate inversion apparatus according to the present invention, since a large-capacity substrate (730 mm x 920 mm) is inverted in the inversion chamber which is a vacuum chamber, the problem of deformation of the substrate can be solved, and the subsequent deposition process is simplified and produced. There is an effect of further reducing the cost.
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