KR100635512B1 - 얼라인 장치와 그 작동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 얼라인 장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판 투입시 핀부에 의한 기판의 긁힘이 없이 기판을 투입하거나 취출할 수 있는 얼라인 장치와 그 동작방법에 대한 것이다.
얼라인 장치, 핀부, 홀더부, 이송부재

Description

얼라인 장치와 그 작동방법{Align apparatus and its operating method for the same}
도 1a, 도 1b는 종래의 얼라인 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 얼라인 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 얼라인 장치의 개략적인 평면도이다.
도 4a, 도 4b는 본 발명의 실시예 1에 따른 얼라인 장치의 개략적인 평면도이다.
도 5a, 도 5b는 본 발명의 실시예 2에 따른 얼라인 장치의 개략적인 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
5, 15. 기판 10, 20, 20a. 이송부재
12, 22, 22a. 핀부 14, 24, 24a. 홀더부
30. 테이블 35. 송풍기
38. 솔레노이드 밸브 40. 진공펌프
50. 얼라인 핀들 60. 이중실린더
본 발명은 얼라인 장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판 투입시 핀부에 의한 기판의 긁힘이 없이 기판을 투입하거나 취출할 수 있는 얼라인 장치와 그 작동방법에 대한 것이다.
평판표시장치(Flat panel display device)는 경량 및 박형 등의 특성으로 인해, 음극선관 표시장치(Cathode-ray tube display device)를 대체하는 표시장치로서 사용되고 있다. 이러한 평판표시장치의 대표적인 예로서 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device; LCD)와 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Diode; OLED)가 있다. 이 중, 유기전계발광표시장치는 액정표시장치에 비하여 휘도 특성 및 시야각 특성이 우수하고 백라이트(Back light)를 필요로 하지 않아 초박형으로 구현할 수 있는 장점이 있다.
이와 같은 유기전계발광표시장치는 유기박막에 음극(Cathode)과 양극(Anode)을 통하여 주입된 전자(Electron)와 정공(Hole)이 재결합하여 여기자를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상을 이용한 표시장치이다.
따라서, 유기전계발광표시장치는 기판 상에 양극, 유기박막, 음극의 적층형 구조를 가지고 있다. 기판은 일반적으로 유리(Glass)를 사용하지만 경우에 따라 구부림이 가능한 플라스틱(Plastic)이나 필름(Film) 종류를 사용하기도 한다. 기판상 의 양극 전극은 주로 ITO(Indium-Tin-Oxide)를 사용한다. 유기박막은 전자수송층(Electron Transport Layer; ETL), 유기발광층(Emitting Layer; EML), 정공수송층(Hole Transport Layer; HTL) 등으로 구성되어 있으며, 별도의 전자주입층(Electron Injecting Layer; EIL) 또는 정공주입층(Hole Injecting Layer; HIL)을 추가로 삽입하기도 한다. 음극 전극으로는 일함수가 작은 마그네슘(Magnesium) 또는 리튬(Lithium) 등을 적용하는 데, 마그네슘은 유기박막과의 접착성이 상대적으로 우수한 은을 동시에 증착하고 안정도가 낮은 리튬은 알루미늄과 동시에 증착을 한다.
여기서, 양극 전극에 흔히 쓰이는 ITO는 반도체 제조 공정에서 일반적으로 사용되는 포토리소그라피(Photolithography) 공정을 이용하여 정교한 패터닝(Patterning)을 할 수 있다. 그러나, 음극 전극의 패터닝은 음극 전극의 밑에 형성되어 있는 유기박막층이 포토리소그라피 공정 중 물이나 솔벤트(Solvent)에 노출될 경우 그 특성이 열화하기 때문에 일반적인 포토리소그라피 공정을 사용하기가 어렵다. 따라서, 음극 전극의 패터닝 공정은 금속 마스크를 사용한 플라즈마 박막증착공정을 주로 이용하고 있다.
한편, 이와 같은 공정들에 의해 양품의 유기전계발광표시장치를 제조하기 위해서는 기판 상에 박막증착이나 패턴식각 등 소정 처리를 진행하기 전에 먼저 각 층들의 토대인 기판을 정렬하는 것이 무엇보다 중요하다. 특히, 소정 패턴이 형성된 금속 마스크를 사용하여 음극 전극을 패터닝하는 공정은 기판의 상면에 마스크를 안착시킨 후 마스크의 패턴 사이사이를 통해 기판 상에 소정 패턴박막을 증착하 기 때문에 기판의 상면에 마스크를 안착시키고 공정을 진행하기 전에 먼저 기판을 정확히 정렬해야 한다.
도 1a는 기판을 얼라인하기 전의 종래 얼라인 장치의 개략적인 평면도이고, 도 1b는 기판을 얼라인 한 후의 종래 얼라인 장치의 개략적인 평면도이다.
종래의 얼라인 장치는 도 1a에 도시된 바와 같이 핀부(12)와 홀더부(14)가 일체로 되어 있는 이송부재(10)가 형성되어 있고, 상기 핀부(12)가 기판(5)의 외측에서 기판(5) 쪽으로 수평 이동하여 기판(5)을 정렬한 후에 기판(5)을 홀더부(14)에 안착시키는데, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(5)을 홀더부(14)에 안착시키기 위해서는 상기 기판(5)이 핀부(12)의 측면을 긁으면서 내려와야 하므로 기판(5) 파손 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한 면취가 되지 않은 기판(5)의 측면이 핀부(12)와 접촉하며 내려오게 되므로 접촉된 부위의 기판(5)이 깨질 수도 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 기판의 얼라인 과정에서 핀부에 의해 기판이 파손되거나, 면취가 되지 않은 기판의 측면이 핀부에 의해 깨지는 등의 문제점을 방지하여 안정적으로 기판을 투입 및 취출할 수 있는 얼라인 장치를 얻을 수 있는데 목적이 있다.
테이블과;
상기 테이블 상의 기판 4측 모서리에 위치하고, 얼라인 장치의 테이블 안쪽의 소정 영역으로 이송된 기판을 정렬하는 이송부재와;
상기 테이블의 하부에 위치하며, 공기의 주입으로 기판의 반입 및 반출시에 테이블로부터 이격되도록 하는 송풍기와;
상기 테이블 면과 수직 방향으로 돌출되어 실린더에 의해 구동되고, 테이블 표면의 상부 쪽으로 소정의 높이만큼 왕복 운동하도록 설치되어 상부로 반입된 기판을 얼라인 하는 얼라인 핀들과;
상기 테이블의 하부에 위치하고, 얼라인된 기판을 상기 이송부재에 안착시키기 위한 진공펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 이송부재는 핀부와 홀더부로 되어 있되, 상기 핀부는 핀 형상으로 되어 있고 기판을 테이블 상의 소정 영역에 위치 맞춤하도록 되어 있으며, 상기 홀더부는 판 형상으로 상기 핀부의 하단부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하며,
상기 핀부와 홀더부는 분리되어 있되, 상기 핀부의 일측에는 이중 실린더가 구비되어 있고 기판이 테이블 상의 소정 영역에 정렬된 후 상기 기판의 외측으로 소정 간격 이격될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 얼라인 장치의 동작방법은,
테이블을 제공하는 단계와;
이송부재가 상기 테이블 상의 기판 4측 모서리에 위치하고, 얼라인 장치의 테이블의 소정 영역으로 이송된 기판을 정렬하는 단계와;
송풍기가 상기 테이블의 하부에 위치하며, 공기의 주입으로 기판의 반입 및 반출시에 테이블로부터 이격되도록 하는 단계와;
얼라인 핀들이 상기 테이블 면과 수직 방향으로 돌출되어 실린더에 의해 구동되고, 테이블 표면의 상부 쪽으로 소정의 높이만큼 왕복 운동하도록 설치되어 상부로 반입된 기판을 얼라인 하는 단계와;
진공펌프가 상기 테이블의 하부에 위치하고, 얼라인된 기판을 상기 이송부재에 안착시키기 위한 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인 장치의 작동방법과,
상기 이송부재는 핀부와 홀더부로 되어 있고 상기 핀부와 홀더부는 분리되어 있되, 상기 핀부가 기판을 정확하게 테이블 상부에 정렬하고 상기 기판의 외측으로 소정간격 이동하는 단계;와 기판이 홀더부에 안착되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인 장치의 작동방법과,
상기 이송부재는 핀부와 홀더부로 되어 있고 상기 핀부와 홀더부는 일체로 형성되어 있되, 상기 핀부가 기판을 테이블 상부에 정확하게 정렬하고 상기 기판의 외측으로 홀더부와 함께 이동하며 상기 기판이 홀더부의 소정영역에 안착되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부하는 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
(실시예 1)
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 얼라인 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 얼라인 장치는 테이블(30)과, 상기 테이블(30)에 고정 부착되어 있고 유리나 플라스틱 등으로 형성된 기판(15)을 반입 및 반출시키기 위한 이송부재(20)와, 기판(15)의 반입 및 반출시에 상기 기판(15)이 이송부재(20)로부터 이격되도록 상기 테이블(30)과 기판(15) 사이의 공간에 소량의 공기를 주입시키기 위한 송풍기(35)와, 상기 이송부재(20)의 상부로부터 반입된 기판에 대해 얼라인(Align)을 수행하기 위한 얼라인 핀들(50) 및 상기 이송부재(20)에 기판(15)을 안착, 고정시키기 위한 진공펌프(40)를 포함한다.
상기 테이블(30)은 판형상으로 되어 있고, 상면부에는 상기 테이블(30)의 상부에 안착되는 기판(15)을 고정시키기 위한 이송부재(20)와 얼라인 핀들(50)이 형성되어 있으며, 하부에는 송풍기(35) 및 진공펌프(40)가 구비되어 있다.
상기 이송부재(20)는 로봇팔에 의하여 얼라인 장치의 테이블(30) 안쪽의 소정 영역 상으로 이송된 기판(15)을 정확하게 정렬하는 것으로, 핀부(22)와 홀더부(24)로 되어 있다.
상기 핀부(22)는 상기 테이블(30)의 상부에 고정 지지되는 기판(15)을 테이블(30) 상의 소정 영역에 위치 맞춤하는 것으로 상기 기판(15)의 4측면 모서리에 위치되고 하단부에는 홀더부(24)가 형성되어 있다. 상기 핀부(22)는 핀 형상으로 되어 기판(15)의 측면과 접촉되고 상기 핀부(22)의 하부 일측에는 이중 실린더(60) 가 구비되어 있어 테이블(30) 상의 소정 영역에 상기 기판(15)이 정렬된 후, 상기 기판(15)의 외측으로 핀부(22)가 소정 간격 이동하여 홀더부(24)에 안착되는 기판(15)의 측면이 파손되거나 면취가 되지 않은 기판(15)의 측면이 핀부(22)에 긁혀 깨지는 등의 문제점을 방지하여 안정적으로 기판(15)을 투입 및 취출할 수 있게 한다.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 핀부(22)와 홀더부(24)가 분리되어 작동되는 얼라인 장치에 대한 개략도로서, 도 4a는 얼라인을 수행하기 전을 나타내며 도 4b는 얼라인을 수행한 후의 핀부(22)와 홀더부(24)의 관계를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 홀더부(24)는 판 형상으로 상기 핀부(22)의 하단에 형성되어 있고 상기 핀부(22)와 소정의 간격 이격되어 분리되어 있으며 테이블(30)에 정렬된 기판(15)이 안착되어 고정 지지된다. 상기 홀더부(24)는 기판(15)의 4 측면의 모서리 외측에 위치하고 상부에 형성되어 있는 핀부(22)와 분리되어 작동된다.
상기 송풍기(35)는 도 2에 도시된 바와 같이, 테이블(30)의 하부에 위치하며 기판(15)의 반입 및 반출시에 기판이 홀더부(24)나 테이블(30)로부터 이격되도록 하기 위하여 구비되는 장치이며, 여기서 공기의 주입은 솔레노이드 밸브(38)를 개폐시키는 것에 의하여 이루어진다.
상기 얼라인 핀들(50)은 상기 테이블(30) 면과 수직 방향으로 돌출되어 실린더에 의해 구동되는 것으로 테이블(30) 표면의 상부 쪽으로 소정의 높이만큼 왕복운동 가능하도록 설치되어 상부로 반입된 기판(15)에 대해 얼라인을 수행한다.
상기 진공펌프(40)는 테이블(30)의 하부에 위치하며 얼라인된 기판(15)을 홀더부(24)에 안착시켜 고정 지지하기 위하여 형성된다.
(실시예 2)
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 핀부(22a)와 홀더부(24a)가 일체로 형성되어 기판(15)을 얼라인한 후 소정 간격 이격되는 얼라인 장치에 대한 개략도로서, 도 5a는 얼라인을 수행하기 전을 나타내며 도 5b는 얼라인을 수행한 후의 핀부(22a)와 홀더부(24a)와의 관계를 나타낸다.
본 발명의 실시예 2는 실시예 1과 이송부재(20a)의 구성만 상이하고 테이블(도 2에 도시된 30), 기판(15), 진공펌프(도 2에 도시된 40) 및 얼라인 핀들(도 2에 도시된 50) 등의 구성은 동일한 바, 아래에서는 이송부재(20a)에 관해서만 설명한다.
본 발명 실시예 2의 이송부재(20a)는 로봇팔에 의하여 얼라인 장치의 테이블(도 2에 도시된 30) 안쪽의 소정 영역 상으로 이송된 기판(15)을 정확하게 정렬하는 것으로, 핀부(22a)와 홀더부(24a)로 되어 있다.
상기 핀부(22a)는 상기 테이블(30)의 상부에 고정 지지되는 기판(15)을 테이블(30) 상의 소정 영역에 위치 맞춤하는 것으로 상기 기판(15)의 4 측면 모서리에 위치되고 하단부에는 홀더부(24a)가 형성되어 있다. 상기 핀부(22a)는 핀 형상으로 되어 기판(15)의 측면과 접촉되고 상기 핀부(22a)의 일측에는 스텝 모터(Step Motor)가 구비되어 있어 테이블(30) 상의 소정 영역에 상기 기판(15)을 정렬한 후, 상기 기판(15)의 외측으로 소정 간격 이동하여 홀더부(24a)에 안착되는 기판(15)의 측면이 파손되거나 면취가 되지 않은 기판(15)의 측면이 핀부(22a)에 긁혀 깨지는 등의 문제점을 방지하여 안정적으로 기판(15)을 투입 및 취출할 수 있게 한다.
상기 홀더부(24a)는 판 형상으로 상기 핀부(22a)의 하단에 형성되어 있고 상기 핀부(22a)와 일체로 되어 있으며 테이블(30)에 정렬된 기판(15)이 안착되어 고정 지지된다. 상기 홀더부(24a)는 기판(15)의 4 측면의 모서리 외측에 위치하고 핀부(22a)에 의해 기판(15)이 테이블(30)의 소정 영역에 정렬된 후, 상기 기판(15)의 4 측면의 모서리에 위치된 핀부(22a)와 홀더부(24a)는 함께 기판(15) 외측으로 소정 간격 이동되고, 기판(15)은 홀더부(24a)의 일측에 안착되어 고정 지지된다.
본 발명에 따른 작용을 도 2 내지 도 5b를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
얼라인 장치에 기판(15)의 진입이 완료되면 먼저 기판(15)은 진공척(도시하지 않음)에 의해 반입되어 테이블(30)의 상부에 위치된다. 이 단계에서 테이블(30)에는 송풍기(35)로부터 상기 기판(15)의 반입을 위한 공기 주입이 실시된다. 이 결과 기판(15)은 테이블(30)과 밀착되지 않은 상태, 즉 주입된 공기에 의해 기판(15)이 테이블(30)의 상부에 떠 있는 상태가 유지된다.
이어서, 얼라인 핀들(50)이 미리 정해져 있는 순서에 따라 동작되고, 또한 기판(15)의 4 측면에 위치한 이송부재(20) 상기 기판(15)의 4 측면의 모서리가 접촉되는 것에 의해 기판(15)에 대한 얼라인이 실시된다.
상기 이송부재(20)에 의해 얼라인이 실시되는 것은 먼저 실시예 1에서 홀더부(24)와 분리되어 있는 핀부(22)가 상기 기판(15)의 4 측면 모서리에서 정확하게 정렬시킨 후, 상기 핀부(22)가 이중 실린더에 의해 외측으로 이동하여 핀부(22)에 긁히지 않고 기판(15)이 홀더부(24)로 이동될 수 있다.
또한, 실시예 2에서 홀더부(24)와 일체로 되어 있는 핀부(22)가 기판(15)을 정확하게 정렬한 후, 스텝 모터(Step Motor)(도시하지 않음)에 의해 기판(15)의 외측으로 이동하여 상기 기판(15)이 홀더부(24)의 일측면에 안착될 수 있게 된다.
계속해서 기판(15)에 대한 얼라인이 완료되면 송풍기(35)의 동작이 차단됨과 동시에 진공펌프(40)가 동작하여 이에 따라 기판(15)은 테이블(30) 상의 홀더부(24)에 안착 고정된다.
이후, 도시되지는 않았지만 홀더부(24)에 안착, 고정된 기판(15)에 대하여 상기 기판(15)의 표면에 패턴 형성에 필요한 각종 얼라인 마크들을 표시하는 일련의 공정이 실시되고 이러한 공정이 완료되면 진공펌프(40)의 동작은 차단되면서 송풍기(35)로부터 소정량의 공기가 테이블(30)과 기판(15) 사이의 공간에 주입되어 상기 기판(15)은 테이블(30)로부터 탈착되며 이후, 테이블(30)로부터 탈착된 기판(15)이 얼라인 장치로부터 반출된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판의 얼라인 과정에서 핀부에 의해 기판이 파손되거나, 면취가 되지 않은 기판의 측면이 핀부에 의해 깨지는 등의 문 제점이 방지되어 안정적으로 기판이 투입 및 취출될 수 있는 얼라인 장치를 얻을 수 있다.

Claims (6)

  1. 테이블과;
    상기 테이블 상의 기판 4측 모서리에 위치하고, 얼라인 장치의 테이블 안쪽으로 이송된 기판을 정렬하는 이송부재와;
    상기 테이블의 하부에 위치하며, 기판의 반입 및 반출시에 테이블로부터 이격되도록 하는 송풍기와;
    상기 테이블 면과 수직 방향으로 돌출되어 실린더에 의해 구동되고, 테이블 표면의 상부 쪽으로 소정의 높이만큼 왕복 운동하도록 설치되어 상부로 반입된 기판을 얼라인 하는 얼라인 핀들과;
    상기 테이블의 하부에 위치하고, 얼라인된 기판을 상기 이송부재에 안착시키기 위한 진공펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이송부재는 핀부와 홀더부로 되어 있되, 상기 핀부는 핀 형상으로 되어 있고 기판을 테이블 상의 소정 영역에 위치 맞춤하도록 되어 있으며, 상기 홀더부는 판 형상으로 상기 핀부의 하단부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 얼라인 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 핀부와 홀더부는 분리되어 있되, 상기 핀부의 일측에는 이중 실린더가 구비되어 있고 기판이 테이블 상의 소정 영역에 정렬된 후 상기 기판의 외측으로 소정 간격 이격될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 얼라인 장치.
  4. 테이블을 형성하는 단계와;
    이송부재가 상기 테이블 상의 기판 4측 모서리에 위치하고, 얼라인 장치의 테이블로 이송된 기판을 정렬하는 단계와;
    송풍기가 상기 테이블의 하부에 위치하며, 기판의 반입 및 반출시에 테이블로부터 이격되도록 하는 단계와;
    얼라인 핀들이 상기 테이블 면과 수직 방향으로 돌출되어 실린더에 의해 구동되고, 테이블 표면의 상부 쪽으로 소정의 높이만큼 왕복 운동하도록 설치되어 상부로 반입된 기판을 얼라인 하는 단계와;
    진공펌프가 상기 테이블의 하부에 위치하고, 얼라인된 기판을 상기 이송부재에 안착시키기 위한 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인 장치의 작동방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 이송부재는 핀부와 홀더부로 되어 있고 상기 핀부와 홀더부는 분리되어 있되, 상기 핀부가 기판을 정확하게 테이블 상부에 정렬하고 상기 기판의 외측으로 소정간격 이동하는 단계와 기판이 홀더부에 안착되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인 장치의 작동방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 이송부재는 핀부와 홀더부로 되어 있고 상기 핀부와 홀더부는 일체로 형성되어 있되, 상기 핀부가 기판을 테이블 상부에 정확하게 정렬하고 상기 기판의 외측으로 홀더부와 함께 이동하며 상기 기판이 홀더부의 소정영역에 안착되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인 장치의 작동방법.
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KR101968960B1 (ko) * 2017-11-17 2019-04-15 김광석 포토마스크 표면 이물질 세정장치
KR101968961B1 (ko) * 2017-11-17 2019-04-15 김광석 포토마스크 표면 이물질 세정장비용 마스크 얼라인 장치

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