KR20130033621A - Apparatus for sealing frit using laser and method for sealing frit using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A frit sealing apparatus using laser is provided to improve the sealing quality of a wide frit by forming a cross section of a laser beam to have a uniform heat distraction on the frit. CONSTITUTION: A laser unit(110) generates and emits laser beams to melt a frit(30). An optical fiber(120) transmits the laser beams from the laser unit to a beam forming unit(130). The beam forming unit forms a desirable cross section of the laser beam inputted through the optical fiber. The beam forming unit includes a core part(131) and a peripheral part(132) which surrounds the core part. The cross section of the core part becomes narrower from the edge to the center thereof along a first direction in parallel to the width direction of the frit. A condensing lens(140) condenses the laser beams on the frit via the beam forming unit.

Description

레이저를 이용한 프릿 실링장치 및 이를 이용하는 프릿 실링방법{Apparatus for sealing frit using laser and Method for sealing frit using the same}Frit sealing device using a laser and frit sealing method using the same {Apparatus for sealing frit using laser and Method for sealing frit using the same}

본 발명은 레이저를 이용한 프릿 실링장치 및 이를 이용하는 프릿 실링방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기발광 소자의 외측을 둘러싼 프릿에 레이저빔을 조사하여 주변 환경에 민감한 유기발광 소자를 밀봉하는 레이저를 이용한 프릿 실링장치 및 이를 이용하는 프릿 실링방법에 관한 것이다.The present invention relates to a frit sealing device using a laser and a frit sealing method using the same, and more particularly, using a laser to seal an organic light emitting device sensitive to the surrounding environment by irradiating a laser beam to the frit surrounding the outside of the organic light emitting device. A frit sealing device and a frit sealing method using the same.

근래에 디스플레이 장치는 휴대가 가능한 박형의 평판 표시 장치로 대체되는 추세이다. 평판 디스플레이 장치 중에서도 유기발광 디스플레이 장치는 자체 발광형 디스플레이 장치로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가져서 차세대 디스플레이 장치로 주목받고 있다.Recently, display devices have been replaced by portable thin flat display devices. Among the flat panel display devices, the organic light emitting display device is a self-luminous display device, and has attracted attention as a next generation display device because of its advantages of having a wide viewing angle, excellent contrast, and fast response speed.

유기발광 디스플레이 장치는 주변 환경으로부터 수분이나 산소가 유기발광 소자 내부로 유입될 경우, 전극 물질의 산화, 박리 등으로 유기발광 소자 수명이 단축되고, 발광 효율이 저하될 뿐만 아니라 발광색의 변질 등과 같은 문제점들이 발생한다.The organic light emitting display device has a problem of shortening the life of the organic light emitting device due to oxidation and peeling of the electrode material when the moisture or oxygen flows into the organic light emitting device from the surrounding environment, deteriorating the luminous efficiency, and deteriorating the color of the emitted light. Happens.

따라서, 유기발광 디스플레이 장치의 제조에 있어서, 유기발광 소자를 외부로부터 격리하여 수분이 침투하지 못하도록 밀봉(sealing) 처리가 통상적으로 수행되고 있다. 이와 같은 밀봉 처리 방법으로써, 밀봉재로 프릿(frit)을 사용하여 유기발광 소자의 상하측에 배치된 기판 간의 밀착성 및 밀봉성을 향상시키는 방법이 고안되었다.Therefore, in the manufacture of the organic light emitting display device, a sealing treatment is usually performed to isolate the organic light emitting element from the outside and prevent moisture from penetrating. As such a sealing treatment method, a method of improving the adhesion and sealing property between substrates disposed on the upper and lower sides of the organic light emitting element by using a frit as a sealing material has been devised.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 프릿의 실링방법은 프릿(30)을 유기발광 소자(20)가 배치된 기판(10)의 일 영역의 외곽에 도포한 후, 레이저빔(L)을 프릿(30)에 조사하여 프릿(30)을 용융, 경화시켜서 해당 영역 내부를 밀봉한다. 이때, 프릿(30)이 형성된 부분에 대응하는 위치에 관통홀을 가진 마스크(40)를 기판(10)과 레이저 소스 사이에 배치하여, 레이저빔(L)에 의해 유기발광 소자(20)가 손상되는 것을 방지한다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the sealing method of the frit, the frit 30 is applied to the outside of one region of the substrate 10 on which the organic light emitting element 20 is disposed, and then the laser beam L is applied. The frit 30 is irradiated to melt and cure the frit 30 to seal the inside of the region. At this time, the mask 40 having the through hole at the position corresponding to the portion where the frit 30 is formed is disposed between the substrate 10 and the laser source, and the organic light emitting element 20 is damaged by the laser beam L. FIG. Prevent it.

최근 텔레비젼 등에서의 수요에 의해 유기발광 디스플레이 장치가 대면적화되어 프릿(30)의 폭은 2 ㎜ 이상으로 넓어지고 그 두께 또한 두꺼워지는 추세이다. 이와 같이 프릿(30)의 폭이 넓어지면서, 종래와 같이 원형의 단면 형상을 가진 레이저빔(L)을 이용하여 프릿(30)을 실링하면 프릿(30)의 중앙부와 가장자리부의 실링 품질이 불균일해지는 문제가 발생한다. 조사되는 레이저빔(L)에 의해 프릿(30)에 에너지가 공급되는데, 프릿의 폭(W)이 넓어지면서 프릿(30)의 중앙부에 공급된 에너지는 외부로 빠져나가지 못하고 갇히게 되는 현상이 보이고, 프릿(30)의 가장자리부에 공급된 에너지는 외부로 빠져나가 프릿(30)을 용융시키기 위한 에너지가 부족한 상태가 된다.In recent years, organic light emitting display devices have become large due to demands of televisions and the like, so that the width of the frit 30 becomes wider than 2 mm and the thickness thereof becomes thick. As the frit 30 becomes wider as described above, when the frit 30 is sealed using a laser beam L having a circular cross-sectional shape as in the related art, the sealing quality of the center portion and the edge portion of the frit 30 becomes uneven. A problem arises. Energy is supplied to the frit 30 by the laser beam (L) to be irradiated, the width (W) of the frit is widened, the energy supplied to the center portion of the frit 30 is seen to be trapped, not escaped to the outside, The energy supplied to the edge portion of the frit 30 escapes to the outside and is in a state in which energy for melting the frit 30 is insufficient.

또한, 레이저빔(L)의 단면은 일반적으로 중앙부(LC)의 에너지 밀도(energy density)가 높고 가장자리부로 갈수록 에너지 밀도가 급격히 떨어지는 가우시안(Gaussian) 에너지 분포를 가진다. 이러한 에너지 밀도 분포로 인해 프릿(30)의 중앙부 내부에서 열이 집중되고 프릿(30)의 가장자리부 내부에서는 상대적으로 열이 부족해지면서 프릿(30) 내 열 분포가 불균일해지는 문제가 있다. 그리고, 원형의 단면 형상으로 인해 레이저빔의 가장자리부에서 중앙부(LC)로 갈수록 면적이 넓어지므로, 레이저빔의 중앙부(LC)의 에너지 총량(에너지 밀도에 면적을 곱한 개념)이 상대적으로 높아 프릿의 폭(W) 전체에 걸쳐 양호한 실링 품질을 가질 수 없는 문제가 있다.In addition, the cross section of the laser beam L generally has a Gaussian energy distribution in which the energy density of the central portion LC is high and the energy density rapidly decreases toward the edge portion. Due to the energy density distribution, heat is concentrated inside the central portion of the frit 30, and heat is insufficient within the edge portion of the frit 30, resulting in uneven heat distribution in the frit 30. Since the circular cross-sectional shape increases the area from the edge of the laser beam toward the center LC, the total amount of energy (concept of energy density multiplied by area) of the center LC of the laser beam is relatively high. There is a problem that a good sealing quality cannot be obtained over the entire width W.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 프릿의 폭 방향을 따라 레이저빔의 단면 형상을 변경하여 레이저빔의 중앙부 통해 공급되는 에너지 총량과 레이저빔의 가장자리부를 통해 공급되는 에너지 총량을 맞추어 프릿 내 열 분포를 일정하게 함으로써, 넓어진 프릿의 폭에 대응하여 프릿의 폭 전체에 걸쳐 균일한 에너지를 공급하여 유기발광 소자를 밀봉하는 품질을 향상시킬 수 있는 레이저를 이용한 프릿 실링장치 및 이를 이용하는 프릿 실링방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, by changing the cross-sectional shape of the laser beam along the width direction of the frit is supplied through the total amount of energy supplied through the center portion of the laser beam and the edge of the laser beam A frit sealing device using a laser that improves the quality of sealing organic light emitting devices by supplying uniform energy over the entire width of the frit by making the heat distribution in the frit constant by matching the total amount of energy. And to provide a frit sealing method using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저를 이용한 프릿 실링장치는, 레이저빔을 전송하는 광파이버; 상기 광파이버를 통해 전송된 레이저빔이 입사되며, 입사된 레이저빔을 원하는 단면 형상을 가지도록 성형하는 빔 성형부; 및 상기 빔 성형부를 통과한 레이저빔을 프릿에 집광시키는 집광렌즈;를 포함하며, 상기 빔 성형부는, 프릿의 폭 방향과 평행한 제1방향을 따라 가장자리부에서 중앙부로 갈수록 단면의 폭이 감소하도록 형성된 코어부와, 상기 코어부보다 굴절률이 낮은 재질로 마련되며, 상기 코어부의 외측을 감싸는 둘레부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the frit sealing apparatus using the laser of the present invention comprises: an optical fiber transmitting a laser beam; A beam forming unit to which the laser beam transmitted through the optical fiber is incident, and to shape the incident laser beam to have a desired cross-sectional shape; And a condenser lens for condensing the laser beam passing through the beam forming part on the frit, wherein the beam forming part decreases in width from the edge portion toward the center portion in a first direction parallel to the width direction of the frit. The core portion is formed of a material having a lower refractive index than the core portion, and characterized in that it comprises a circumference portion surrounding the outer side of the core portion.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 코어부는, 프릿의 도포된 방향과 평행한 제2방향을 축으로 하여 배치된 포물선 형상에 의해 단면의 폭이 감소하도록 형성된다.In the frit sealing apparatus using the laser according to the present invention, preferably, the core portion is formed such that the width of the cross section is reduced by a parabolic shape arranged around the second direction parallel to the coated direction of the frit. .

본 발명에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 포물선 형상은 2개 마련되고, 상기 포물선 형상은 상기 제1방향을 기준으로 대칭되게 형성된다.In the frit sealing apparatus using a laser according to the present invention, Preferably, two parabolic shapes are provided, and the parabolic shapes are formed symmetrically with respect to the first direction.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 코어부는, 상기 제1방향에 대하여 경사지고 프릿의 도포된 방향과 평행한 제2방향을 기준으로 대칭되게 배치된 2개의 직선 형상에 의해 단면의 폭이 감소하도록 형성된다.In the frit sealing apparatus using the laser according to the present invention, Preferably, the core portion is two straight lines arranged symmetrically with respect to the second direction inclined with respect to the first direction and parallel to the coated direction of the frit The shape is formed such that the width of the cross section is reduced.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 직선 형상은 4개 마련되고, 상기 직선 형상은 상기 제1방향을 기준으로 대칭되게 형성된다.In the frit sealing apparatus using a laser according to the present invention, preferably, four linear shapes are provided, and the linear shapes are symmetrically formed with respect to the first direction.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링장치에 있어서, 바람직하게는, 폐곡선 형태로 도포된 프릿에 레이저빔을 조사하는 동안, 상기 코어부의 단면이 감소하는 방향과 프릿이 도포된 방향이 항상 교차하도록 상기 빔 성형부를 회전시키는 회전부;를 더 포함한다.In the frit sealing apparatus using a laser according to the present invention, Preferably, while irradiating a laser beam to a frit coated in the form of a closed curve, the direction in which the cross section of the core portion decreases and the direction in which the frit is applied always intersect. It further includes a rotating portion for rotating the beam forming portion.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저를 이용한 프릿 실링방법은, 프릿의 폭 방향과 평행한 제1방향을 따라 가장자리부에서 중앙부로 갈수록 단면의 폭이 감소하도록 형성된 레이저빔을, 상기 프릿이 도포된 방향을 따라 이송시키면서 프릿에 조사하는 것을 특징으로 한다.In addition, the frit sealing method using the laser of the present invention in order to achieve the above object, the laser beam formed to reduce the width of the cross section from the edge portion to the center portion in the first direction parallel to the width direction of the frit, Irradiation to the frit while conveying along the direction in which the frit is applied.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 레이저빔은, 프릿의 도포된 방향과 평행한 제2방향을 축으로 하여 배치된 포물선 형상에 의해 단면의 폭이 감소하도록 형성된다.In the frit sealing method using the laser according to the present invention, preferably, the laser beam is formed such that the width of the cross section is reduced by a parabolic shape arranged around the second direction parallel to the coated direction of the frit. do.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1방향에 대하여 경사지고 프릿의 도포된 방향과 평행한 제2방향을 기준으로 대칭되게 배치된 2개의 직선 형상에 의해 단면의 폭이 감소하도록 형성된다.In the frit sealing method using the laser according to the present invention, the cross-section is preferably formed by two linear shapes which are inclined with respect to the first direction and are arranged symmetrically with respect to the second direction parallel to the coated direction of the frit. The width of the is formed to decrease.

본 발명의 레이저를 이용한 프릿 실링장치 및 이를 이용하는 프릿 실링방법에 따르면, 프릿의 폭 전체에 걸쳐 균일한 열 분포를 가지도록 레이저빔의 단면 형상을 성형함으로써 폭이 넓은 프릿의 실링 품질을 향상시킬 수 있다.According to the frit sealing apparatus using the laser of the present invention and the frit sealing method using the same, the sealing quality of the wide frit can be improved by shaping the cross-sectional shape of the laser beam to have a uniform heat distribution over the entire width of the frit. have.

또한, 본 발명의 레이저를 이용한 프릿 실링장치 및 이를 이용하는 프릿 실링방법에 따르면, 프릿이 도포된 임의의 방향에 대하여 프릿을 용이하게 가공할 수 있다.Further, according to the frit sealing apparatus using the laser of the present invention and the frit sealing method using the same, the frit can be easily processed in any direction in which the frit is applied.

도 1은 종래의 레이저를 이용한 프릿 실링방법의 일례를 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 레이저를 이용한 프릿 실링방법에 의해 조사되는 레이저빔의 에너지 분포를 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링장치의 구성을 도시한 도면이고,
도 4는 도 3의 레이저를 이용한 프릿 실링장치의 빔 성형부의 단면과, 빔 성형장치를 통과한 레이저빔의 에너지 분포와 열 분포를 도시한 도면이고,
도 5 내지 도 9는 도 3의 레이저를 이용한 프릿 실링장치의 빔 성형부의 여러 실시예를 도시한 도면이고,
도 10은 도 3의 레이저를 이용한 프릿 실링장치의 회전부를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing an example of a frit sealing method using a conventional laser,
FIG. 2 is a diagram illustrating an energy distribution of a laser beam irradiated by the frit sealing method using the laser of FIG. 1,
3 is a view showing the configuration of a frit sealing device using a laser according to an embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view of the beam forming part of the frit sealing apparatus using the laser of FIG. 3 and an energy distribution and a heat distribution of the laser beam passing through the beam forming apparatus.
5 to 9 are views showing various embodiments of the beam forming part of the frit sealing device using the laser of FIG.
FIG. 10 is a view for explaining a rotating part of the frit sealing apparatus using the laser of FIG. 3.

이하, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링장치 및 이를 이용하는 프릿 실링방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of a frit sealing apparatus using a laser and a frit sealing method using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 레이저를 이용한 프릿 실링장치의 빔 성형장치의 단면과, 빔 성형부를 통과한 레이저빔의 에너지 분포와 열 분포를 도시한 도면이고, 도 5 내지 도 9는 도 3의 레이저를 이용한 프릿 실링장치의 빔 성형부의 여러 실시예를 도시한 도면이고, 도 10은 도 3의 레이저를 이용한 프릿 실링장치의 회전부를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view showing the configuration of a frit sealing apparatus using a laser according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view of the beam forming apparatus of the frit sealing apparatus using the laser of Figure 3, passing through the beam forming unit 5 is a diagram illustrating an energy distribution and a heat distribution of a laser beam, and FIGS. 5 to 9 are views illustrating various embodiments of a beam forming part of a frit sealing device using the laser of FIG. 3, and FIG. 10 is a view of the laser of FIG. 3. It is a figure for demonstrating the rotating part of the frit sealing apparatus used.

도 3 내지 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링장치(100)는, 레이저부(110)와, 광파이버(120)와, 빔 성형부(130)와, 집광렌즈(140)와, 회전부(150)를 포함한다.3 to 10, the frit sealing apparatus 100 using the laser according to the present embodiment includes a laser unit 110, an optical fiber 120, a beam forming unit 130, and a condenser lens 140. And a rotating part 150.

본 발명에서는 기판(10)에 도포된 프릿(30)의 폭(W)은 약 2 mm 이상인 경우를 예로 들어 설명한다. 휴대폰 등의 화면에 사용되는 유기발광 디스플레이 장치의 경우, 면적이 그다지 넓지 않아 내부의 유기발광 소자(20)를 밀봉하기 위한 프릿(30)의 폭이 약 0.6 내지 0.8 mm 정도에 지나지 않았다. 그러나, 텔레비젼 등의 화면에 사용되는 유기발광 디스플레이 장치의 경우, 대면적으로 인해 프릿(30)의 폭(W)이 약 2 mm 이상이어야 유기발광 소자(20)를 밀봉하는 기능을 충실하게 수행할 수 있다.In the present invention, a case in which the width W of the frit 30 applied to the substrate 10 is about 2 mm or more will be described as an example. In the case of an organic light emitting display device used for a screen such as a mobile phone, the area is not so large that the width of the frit 30 for sealing the organic light emitting device 20 is only about 0.6 to 0.8 mm. However, in the case of an organic light emitting display device used for a screen such as a television, the width W of the frit 30 is about 2 mm or more due to the large area to faithfully perform the function of sealing the organic light emitting element 20. Can be.

상기 레이저부(110)는, 프릿(30)을 용융시키기 위한 레이저빔(L)을 생성하여 출사시킨다. 프릿(30)에 조사되는 레이저빔(L)은 연속파 레이저빔(L)이 바람직하다. 또한, 레이저빔(L)은 프릿(30)에서 흡수가 잘 되도록 적외선 영역, 예컨대 약 808 nm 영역의 파장을 가지는 것이 바람직하다.The laser unit 110 generates and emits a laser beam L for melting the frit 30. The laser beam L irradiated to the frit 30 is preferably a continuous wave laser beam L. In addition, the laser beam L preferably has a wavelength in the infrared region, for example, about 808 nm, so that the frit 30 absorbs well.

상기 광파이버(120)는, 레이저부(110)로부터 출사된 레이저빔(L)을 후술할 빔 성형부(130)로 전송한다. 본 실시예의 광파이버(120)는, 출력단으로부터 출사되는 레이저빔(L)의 단면 에너지 분포가 가우시안 분포를 보이는 것이 이용될 수도 있고, 출력단으로부터 출사되는 레이저빔(L)의 단면 에너지 분포가 균질하게 되어 플랫탑(flattop) 분포를 보이는 것이 이용될 수도 있다.The optical fiber 120 transmits the laser beam L emitted from the laser unit 110 to the beam forming unit 130 to be described later. In the optical fiber 120 of the present embodiment, the cross-sectional energy distribution of the laser beam L emitted from the output end may be a Gaussian distribution, and the cross-sectional energy distribution of the laser beam L emitted from the output end may be uniform. One showing a flattop distribution may be used.

상기 빔 성형부(130)는, 광파이버(120)를 통해 전송된 레이저빔(L)이 입사되고, 입사된 레이저빔(L)을 원하는 단면 형상을 가지도록 성형하며, 코어부(131)와, 둘레부(132)를 포함한다.The beam shaping unit 130, the laser beam (L) transmitted through the optical fiber 120 is incident, shaping the incident laser beam (L) to have a desired cross-sectional shape, the core portion 131, A circumference 132.

상기 코어부(131)는 프릿(30)의 폭 방향과 평행한 제1방향(A1)을 따라 가장자리부에서 중앙부로 갈수록 단면의 폭이 감소하도록 형성된다. 도 4의 (a)를 참조하면, 제1방향(A1)에 대하여 코어부(131)의 가장자리부에서의 단면의 폭(D1)보다 코어부(131)의 중앙부에서의 단면의 폭(D2)이 감소되고 있음을 알 수 있다.The core portion 131 is formed such that the width of the cross section decreases from the edge portion to the center portion in the first direction A1 parallel to the width direction of the frit 30. Referring to FIG. 4A, the width D2 of the cross section at the center portion of the core portion 131 rather than the width D1 of the cross section at the edge portion of the core portion 131 with respect to the first direction A1. It can be seen that this is decreasing.

본 실시예에서 코어부(131)는 프릿(30)의 도포된 방향과 평행한 제2방향(A2)을 축으로 하여 배치된 포물선 형상(133)에 의해 단면의 폭이 감소하도록 형성되는데, 이러한 포물선 형상(133)은 2개 마련되고, 포물선 형상은 제1방향(A1)을 기준으로 코어부(131)의 상측과 하측 각각에 대칭되게 형성되어 있다.In the present embodiment, the core portion 131 is formed such that the width of the cross section is reduced by the parabolic shape 133 disposed around the second direction A2 parallel to the coated direction of the frit 30. Two parabolic shapes 133 are provided, and the parabolic shapes are formed symmetrically on the upper side and the lower side of the core portion 131 based on the first direction A1.

상기 둘레부(132)는, 코어부(131)보다 굴절률이 낮은 재질로 마련되며, 코어부(131)의 외측을 감싼다. 코어부(131)의 상대적으로 높은 굴절률과 둘레부(132)의 상대적으로 낮은 굴절률로 인해, 코어부(131)와 둘레부(132) 사이에서 전반사가 일어나 코어부(131)를 통해 레이저빔(L)이 전송된다.The circumferential portion 132 is made of a material having a lower refractive index than the core portion 131 and surrounds the outer side of the core portion 131. Due to the relatively high refractive index of the core portion 131 and the relatively low refractive index of the circumference portion 132, total reflection occurs between the core portion 131 and the circumference portion 132, thereby causing the laser beam ( L) is transmitted.

이와 같이 구성된 코어부(131)와 둘레부(132)에 의해 빔 성형부(130)를 통과하는 레이저빔은 코어부(131)의 형상과 동일한 단면 형상을 가지면서 출력된다. 즉, 레이저빔(L)의 중앙부에서는 단면의 폭(D2)이 좁고, 가장자리부로 갈수록 단면의 폭(D1)이 넓어진다.The laser beam passing through the beam forming part 130 by the core part 131 and the circumferential part 132 configured as described above is output while having the same cross-sectional shape as that of the core part 131. That is, the width D2 of the cross section is narrow at the center portion of the laser beam L, and the width D1 of the cross section is wider toward the edge portion.

레이저빔(L)의 이러한 단면 형상으로 인해 프릿의 폭 전체적으로 균일한 에너지 총량을 공급할 수 있다. 레이저빔(L)의 단면 에너지 분포가 가우시안 분포를 보이는 경우 레이저빔(L)의 중앙부(LC)의 에너지 밀도가 높고, 가장자리부로 갈수록 에너지 밀도는 낮아진다(도 4(b) 참조). 한편, 빔 성형부(130)를 통해 성형된 레이저빔(L)은 중앙부에서 단면의 폭(D2)이 좁고, 가장자리부로 갈수록 단면의 폭(D1)이 넓다(도 4(a) 참조). 이때, 에너지 밀도와 면적을 곱한 개념인 에너지 총량 면에서, 프릿(30)의 가장자리부의 에너지 총량이 프릿(30)의 중앙부의 에너지 총량보다 다소 높게 되도록 레이저빔(L)의 단면 형상을 성형한다(도 4(c) 참조).This cross-sectional shape of the laser beam L can supply a uniform amount of energy throughout the width of the frit. When the cross-sectional energy distribution of the laser beam L shows a Gaussian distribution, the energy density of the central portion LC of the laser beam L is high, and the energy density decreases toward the edge portion (see FIG. 4B). On the other hand, the laser beam L formed through the beam shaping unit 130 has a narrow width D2 of the cross section at the center portion, and a wide width D1 of the cross section toward the edge portion (see FIG. 4A). At this time, the cross-sectional shape of the laser beam L is shaped so that the total amount of energy at the edge of the frit 30 is slightly higher than the total amount of energy at the center of the frit 30 in terms of the total amount of energy, which is a concept of multiplying the energy density by the area ( See FIG. 4 (c)).

이러한 에너지 총량을 가지는 레이저빔(L)을 프릿(30)에 조사하면, 프릿의 폭 방향(A1)을 따라 프릿(30) 내부에서의 열 분포가 균일해진다. 프릿(30)의 중앙부에 공급되는 에너지의 양이 상대적으로 작지만, 프릿(30)의 중앙부에 공급된 에너지는 외부로 빠져나가지 못하고 갇히게 되고, 프릿(30)의 가장자리부에 공급된 에너지는 외부로 자유롭게 빠져나갈 수 있으므로, 전체적으로 프릿(30) 내부의 열 분포는 균일하게 조정될 수 있다(도 4(d) 참조).When the laser beam L having such a total amount of energy is irradiated to the frit 30, the heat distribution inside the frit 30 is uniform along the width direction A1 of the frit. Although the amount of energy supplied to the center portion of the frit 30 is relatively small, the energy supplied to the center portion of the frit 30 is trapped without escaping to the outside, the energy supplied to the edge portion of the frit 30 to the outside Since it can exit freely, the heat distribution inside the frit 30 as a whole can be uniformly adjusted (see FIG. 4 (d)).

따라서, 넓어진 프릿(30)의 폭 전체에 걸쳐 균일한 에너지를 공급하여 프릿(30)의 폭(W) 방향인 제1방향(A1)을 따라 프릿(30)의 용융 정도를 일정하게 유지할 수 있다.Therefore, by supplying uniform energy over the entire width of the widened frit 30, the degree of melting of the frit 30 can be kept constant along the first direction A1 in the width W direction of the frit 30. .

한편, 도 5 내지 도 9를 참조하면, 다양한 실시예로 빔 성형부의 코어부를 형성할 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 5 to 9, the core part of the beam shaping part may be formed in various embodiments.

도 5를 참조하면, 빔 성형부(130')의 코어부(131')는 전체적으로 사각 형상을 가지며, 상측에 형성된 포물선 형상(133')에 의해 제1방향(A1)을 따라 가장자리부에서 중앙부로 갈수록 단면의 폭이 감소하도록 형성된다.Referring to FIG. 5, the core part 131 ′ of the beam forming part 130 ′ has a quadrangular shape as a whole, and has a central portion at the edge portion along the first direction A1 by a parabolic shape 133 ′ formed at an upper side thereof. It is formed so that the width of the cross section decreases.

도 6을 참조하면, 빔 성형부(130")의 코어부(131")는 전체적으로 사각 형상을 가지며, 상측 및 하측에 형성된 2개의 포물선 형상(133")에 의해 제1방향(A1)을 따라 가장자리부에서 중앙부로 갈수록 단면의 폭이 감소하도록 형성된다.Referring to FIG. 6, the core part 131 ″ of the beam forming part 130 ″ has a quadrangular shape as a whole, and is formed along the first direction A1 by two parabolic shapes 133 ″ formed at an upper side and a lower side thereof. The width of the cross section decreases from the edge portion toward the center portion.

도 7을 참조하면, 빔 성형부(230)의 코어부(231)는 전체적으로 원형 형상을 가지며, 제1방향(A1)에 대하여 경사지고 프릿(30)의 도포된 방향과 평행한 제2방향(A2)을 기준으로 대칭되게 배치된 2개의 직선 형상(233)에 의해 단면의 폭이 감소하도록 형성된다. 제2방향(A2)을 기준으로 대칭되게 배치된 2개의 직선 형상(233)에 의해 제1방향(A1)을 따라 가장자리부에서 중앙부로 갈수록 단면의 폭이 감소한다. 본 실시예에서는 직선 형상(233)은 4개 마련되고, 상측에 배치된 2개의 직선 형상(233)과 하측에 배치된 2개의 직선 형상(233)이 제1방향(A1)을 기준으로 대칭되게 형성된다.Referring to FIG. 7, the core part 231 of the beam forming part 230 has a circular shape as a whole, and is inclined with respect to the first direction A1 and is parallel to the coated direction of the frit 30. The width of the cross section is formed by the two straight shapes 233 arranged symmetrically with respect to A2). The width of the cross section decreases from the edge portion to the center portion along the first direction A1 by the two straight shapes 233 symmetrically arranged with respect to the second direction A2. In the present embodiment, four linear shapes 233 are provided, and two linear shapes 233 arranged on the upper side and two linear shapes 233 arranged on the lower side are symmetrically with respect to the first direction A1. Is formed.

도 8을 참조하면, 빔 성형부(230')의 코어부(231')는 전체적으로 사각 형상을 가지며, 상측에 형성된 2개의 직선 형상(233')에 의해 제1방향(A1)을 따라 가장자리부에서 중앙부로 갈수록 단면의 폭이 감소하도록 형성된다.Referring to FIG. 8, the core part 231 ′ of the beam forming part 230 ′ has a quadrangular shape as a whole and an edge part along the first direction A1 by two linear shapes 233 ′ formed on the upper side. The width of the cross section decreases toward the center portion from.

도 9를 참조하면, 빔 성형부(230")의 코어부(231")는 전체적으로 사각 형상을 가지며, 상측에 형성된 2개의 직선 형상(233") 및 하측에 형성된 2개의 직선 형상(233")에 의해 제1방향(A1)을 따라 가장자리부에서 중앙부로 갈수록 단면의 폭이 감소하도록 형성된다.Referring to FIG. 9, the core portion 231 ″ of the beam forming portion 230 ″ has a quadrangular shape as a whole, two linear shapes 233 ″ formed on the upper side, and two linear shapes 233 ″ formed on the lower side. As a result, the width of the cross section decreases from the edge portion to the center portion in the first direction A1.

상기 집광렌즈(140)는, 빔 성형부(130)를 통과한 레이저빔(L)이 입사되며, 입사된 레이저빔(L)을 프릿(30) 상에 집광시킨다. 본 실시예에서는, 집광렌즈(140)로서 에프-세타 렌즈가 사용된다. 에프-세타 렌즈는 통과하는 레이저빔(L)을 집속할 뿐만 아니라, 작업영역의 가장자리측의 수차를 보정할 수도 있다.The condenser lens 140 receives a laser beam L that has passed through the beam forming unit 130, and condenses the incident laser beam L on the frit 30. In this embodiment, an F-theta lens is used as the condenser lens 140. The F-theta lens not only focuses the laser beam L passing through, but also corrects aberrations on the edge side of the working area.

상기 회전부(150)는, 코어부(131)의 단면이 감소하는 방향과 프릿(30)이 도포된 방향(A2)이 항상 교차하도록 빔 성형부(130)를 회전시킨다.The rotating part 150 rotates the beam forming part 130 so that the direction in which the cross section of the core part 131 decreases and the direction A2 to which the frit 30 is applied always cross each other.

도 10을 참조하면, 프릿(30) 내부에 위치한 유기발광 소자를 밀봉시키기 위하여 프릿(30)은 폐곡선 형태로 도포되어 있다. 즉, 프릿(30)은 상하 방향으로 도포된 구간과 좌우 방향으로 도포된 구간을 모두 포함하고 있다. 프릿(30)이 상하 방향으로 도포된 구간에서 코어부(131)의 단면이 감소하는 방향(도 10에서는 A1으로 표시됨)과 프릿이 도포된 방향(A2)이 교차하도록 유지하다가, 빔 성형부(130)의 회전 없이 프릿(30)이 좌우 방향으로 도포된 구간으로 진행하게 되면 프릿(30)의 폭 방향으로 균일한 에너지를 공급할 수 없는 배치 구조를 보이게 된다.Referring to FIG. 10, the frit 30 is coated in a closed curve form in order to seal the organic light emitting element located in the frit 30. That is, the frit 30 includes both the sections applied in the vertical direction and the sections applied in the left and right directions. In the section in which the frit 30 is applied in the vertical direction, the cross section of the core part 131 decreases (indicated by A1 in FIG. 10) and the direction in which the frit is applied A2 is maintained to intersect, and then the beam forming part ( When the frit 30 proceeds to the section in which the frit 30 is coated in the left and right directions without the rotation of 130, the arrangement structure cannot supply uniform energy in the width direction of the frit 30.

따라서, 프릿(30)이 상하 방향으로 도포된 구간에서의 가공이 종료되고 좌우 방향으로 도포된 구간으로 진행될 때, 회전부(150)를 이용하여 빔 성형부(130)를 90도 정도 회전시키면 프릿(30)이 상하 또는 좌우 방향으로 도포되더라도 코어부(131)의 단면이 감소하는 방향(A1)과 프릿(30)이 도포된 방향(A2)이 항상 교차하도록 유지할 수 있다.Therefore, when the processing in the section in which the frit 30 is applied in the vertical direction is finished and proceeds to the section in which the frit 30 is applied in the horizontal direction, the frit 30 is rotated by about 90 degrees using the rotating part 150. Even if 30 is applied in the vertical or horizontal direction, the direction A1 in which the cross section of the core portion 131 decreases and the direction A2 in which the frit 30 is applied can be maintained to always cross.

본 실시예에서 회전부(150)는 베어링(151)과, 베벨기어(152)와, 모터(153)로 구성될 수 있다. 빔 성형부 브라켓(160)과 집광렌즈 브라켓(141) 사이에 베어링(151)을 설치하여 집광렌즈 브라켓(141)에 대하여 빔 성형부 브라켓(160)을 회전 가능하게 하고, 빔 성형부 브라켓(160)의 상면에 베벨기어(152)의 종동기어부를 형성한다. 또한, 베벨기어(152)의 종동기어부와 맞물리는 베벨기어(152)의 구동기어부를 모터(153)의 회전축에 연결함으로써, 빔 성형부(130)를 회전시킬 수 있다. 이러한 회전부(150)의 구성은 일례에 불과하며, 통상의 기술자가 창작할 수 있는 다양한 방식으로 구성할 수 있다.In this embodiment, the rotating part 150 may be composed of a bearing 151, a bevel gear 152, and a motor 153. A bearing 151 is installed between the beam forming unit bracket 160 and the condenser lens bracket 141 to rotate the beam forming unit bracket 160 with respect to the condenser lens bracket 141, and the beam forming unit bracket 160. The driven gear portion of the bevel gear 152 is formed on the upper surface of the. In addition, the beam forming part 130 may be rotated by connecting the driving gear part of the bevel gear 152, which meshes with the driven gear part of the bevel gear 152, to the rotation shaft of the motor 153. The configuration of the rotating unit 150 is only one example, it can be configured in various ways that can be created by those skilled in the art.

한편, 프릿이 도포된 방향(A)을 따라 레이저빔(L)을 이송시키는 것은 광파이버(120), 빔 성형부(130), 집광렌즈(140) 및 회전부(150)를 포함하는 레이저빔 출력부 자체를 직선이송시키는 직선이송유닛 또는 프릿(30)이 도포된 기판(10)을 직선이송시키는 직선이송유닛에 의해 구현될 수 있다. 갠트리 구조물 상에 장착된 레이저빔 출력부 또는 기판(10)이 안착된 기판 지지부를 직선이송시키기 위해서는, 리니어 모터, 회전모터와 볼 스크류를 조합한 구성 등 통상의 기술자에게 잘 알려진 구성을 채용할 수 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.Meanwhile, the laser beam L may be transferred along the direction A in which the frit is applied to the laser beam output unit including the optical fiber 120, the beam forming unit 130, the condenser lens 140, and the rotating unit 150. It may be implemented by a straight line transfer unit for linear transfer of itself or a straight line transfer unit for linear transfer of the substrate 10 to which the frit 30 is applied. In order to linearly transfer the laser beam output portion mounted on the gantry structure or the substrate support portion on which the substrate 10 is mounted, a configuration well known to those skilled in the art, such as a combination of a linear motor, a rotating motor and a ball screw, may be adopted. Therefore, detailed description thereof will be omitted.

상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링장치 및 이를 이용하는 프릿 실링방법은, 넓어진 프릿의 폭에 대응하기 위하여 프릿에 단면의 형상이 변형된 레이저빔을 조사하여 프릿의 폭 전체에 걸쳐 균일한 열 분포를 가지도록 함으로써, 폭이 넓은 프릿의 실링 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The frit sealing apparatus using the laser and the frit sealing method using the same according to the present embodiment configured as described above are irradiated with a laser beam whose cross-sectional shape is deformed on the frit to cover the width of the frit. By having a uniform heat distribution over, the effect which can improve the sealing quality of a wide frit can be acquired.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 프릿 실링장치 및 이를 이용하는 프릿 실링방법은, 빔 성형부를 회전시킬 수 있는 회전부를 구비함으로써, 프릿이 도포된 임의의 방향에 대하여 프릿을 용이하게 가공할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the frit sealing apparatus using the laser and the frit sealing method using the same according to the present embodiment configured as described above have a rotating part capable of rotating the beam forming part, thereby making it easy to frit in any direction to which the frit is applied. It can achieve the effect that can be processed.

상술한 실시예들에 있어서, 레이저빔(L)의 단면 에너지 분포가 가우시안 분포를 보이는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 레이저빔(L)의 단면 에너지 분포가 균질하게 되어 플랫탑(flattop) 분포를 보이는 경우도 적용 가능하다. 가우시안 분포를 보이는 경우와 비교하여 프릿(30)의 폭 방향(A1)을 따라 에너지 총량의 분포가 다소 차이를 보일 수 있으나, 포물선 형상이나 직선 형상의 기울기를 조정하여 코어부를 형성함으로써, 가우시안 분포를 보이는 경우와 마찬가지로 프릿 폭 전체에 걸쳐 일정한 열 분포를 가지도록 에너지를 공급할 수 있다.In the above-described embodiments, the case where the cross-sectional energy distribution of the laser beam L shows a Gaussian distribution has been described as an example, but the present invention provides a flat-top cross-sectional energy distribution of the laser beam L. The case of showing distribution is also applicable. Compared to the case in which the Gaussian distribution is shown, the distribution of the total amount of energy may be slightly different along the width direction A1 of the frit 30, but the Gaussian distribution is formed by adjusting the inclination of the parabolic shape or the linear shape. As can be seen, the energy can be supplied to have a constant heat distribution over the frit width.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, but can be implemented in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described herein to various extents that can be modified.

10 : 기판
20 : 유기발광 소자
30 : 프릿
100 : 레이저를 이용한 프릿 실링장치
120 : 광파이버
130 : 빔 성형부
140 : 집광렌즈
150 : 회전부10: substrate
20: organic light emitting device
30: frit
100: frit sealing device using a laser
120: optical fiber
130: beam forming part
140: condenser lens
150: rotating part

Claims (9)

레이저빔을 전송하는 광파이버;
상기 광파이버를 통해 전송된 레이저빔이 입사되며, 입사된 레이저빔을 원하는 단면 형상을 가지도록 성형하는 빔 성형부; 및
상기 빔 성형부를 통과한 레이저빔을 프릿에 집광시키는 집광렌즈;를 포함하며,
상기 빔 성형부는,
프릿의 폭 방향과 평행한 제1방향을 따라 가장자리부에서 중앙부로 갈수록 단면의 폭이 감소하도록 형성된 코어부와,
상기 코어부보다 굴절률이 낮은 재질로 마련되며, 상기 코어부의 외측을 감싸는 둘레부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 프릿 실링장치.An optical fiber transmitting a laser beam;
A beam forming unit to which the laser beam transmitted through the optical fiber is incident, and to shape the incident laser beam to have a desired cross-sectional shape; And
And a condenser lens for condensing the laser beam passing through the beam forming part on the frit.
The beam forming unit,
A core portion formed such that the width of the cross section decreases from the edge portion to the center portion in a first direction parallel to the width direction of the frit;
The frit sealing device using a laser, characterized in that provided with a material having a lower refractive index than the core portion, surrounding the core portion. 제1항에 있어서,
상기 코어부는, 프릿의 도포된 방향과 평행한 제2방향을 축으로 하여 배치된 포물선 형상에 의해 단면의 폭이 감소하도록 형성된 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 프릿 실링장치.The method of claim 1,
The core part is a frit sealing device using a laser, characterized in that the width of the cross-section is formed by a parabolic shape arranged around the second direction parallel to the coated direction of the frit. 제2항에 있어서,
상기 포물선 형상은 2개 마련되고,
상기 포물선 형상은 상기 제1방향을 기준으로 대칭되게 형성된 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 프릿 실링장치.The method of claim 2,
Two parabolic shapes are provided,
The parabolic shape is symmetrical with respect to the first direction is formed frit sealing apparatus using a laser. 제1항에 있어서,
상기 코어부는, 상기 제1방향에 대하여 경사지고 프릿의 도포된 방향과 평행한 제2방향을 기준으로 대칭되게 배치된 2개의 직선 형상에 의해 단면의 폭이 감소하도록 형성된 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 프릿 실링장치.The method of claim 1,
The core part is formed using a laser, characterized in that the width of the cross-section is reduced by two linear shapes are inclined with respect to the first direction and arranged symmetrically with respect to the second direction parallel to the coated direction of the frit. Frit sealing device. 제4항에 있어서,
상기 직선 형상은 4개 마련되고,
상기 직선 형상은 상기 제1방향을 기준으로 대칭되게 형성된 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 프릿 실링장치.5. The method of claim 4,
Four linear shapes are provided,
The frit sealing device using a laser, characterized in that the linear shape is formed symmetrically with respect to the first direction. 제1항에 있어서,
폐곡선 형태로 도포된 프릿에 레이저빔을 조사하는 동안, 상기 코어부의 단면이 감소하는 방향과 프릿이 도포된 방향이 항상 교차하도록 상기 빔 성형부를 회전시키는 회전부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 프릿 실링장치.The method of claim 1,
And a rotating part for rotating the beam forming part so that the direction in which the cross section of the core portion decreases and the direction in which the frit is applied intersect while irradiating a laser beam to the frit coated in the form of a closed curve. Frit sealing device. 프릿의 폭 방향과 평행한 제1방향을 따라 가장자리부에서 중앙부로 갈수록 단면의 폭이 감소하도록 형성된 레이저빔을, 상기 프릿이 도포된 방향을 따라 이송시키면서 프릿에 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 프릿 실링방법.Using a laser, the laser beam is irradiated to the frit while being transported along the direction in which the frit is applied, the laser beam formed to reduce the width of the cross-section from the edge portion to the center portion in the first direction parallel to the width direction of the frit Frit sealing method. 제7항에 있어서,
상기 레이저빔은, 프릿의 도포된 방향과 평행한 제2방향을 축으로 하여 배치된 포물선 형상에 의해 단면의 폭이 감소하도록 형성된 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 프릿 실링방법.The method of claim 7, wherein
The laser beam is a frit sealing method using a laser, characterized in that the width of the cross-section is formed by a parabolic shape arranged around the second direction parallel to the coating direction of the frit. 제7항에 있어서,
상기 레이저빔은, 상기 제1방향에 대하여 경사지고 프릿의 도포된 방향과 평행한 제2방향을 기준으로 대칭되게 배치된 2개의 직선 형상에 의해 단면의 폭이 감소하도록 형성된 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 프릿 실링방법.The method of claim 7, wherein
The laser beam is characterized in that the laser beam is formed such that the width of the cross section is reduced by two linear shapes which are inclined with respect to the first direction and are arranged symmetrically with respect to the second direction parallel to the coated direction of the frit. Frit sealing method.
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